La science des protéines et son impact sur la découverte de médicaments

Dans cette interview réalisée au SLAS EU 2023 à Bruxelles, en Belgique, nous avons discuté avec Mark Abbott, directeur général de Peak Proteins, de la science des protéines et de son importance dans la découverte de médicaments.

Pouvez-vous vous présenter et nous dire ce qui a inspiré votre carrière dans la science des protéines et des cellules ?

Je m’appelle Mark Abbott, directeur général de Peak Proteins, qui fait partie de Sygnature Discovery, une organisation de recherche sous contrat intégrée.

En tant qu’étudiant de premier cycle, j’aimais expérimenter, sans connaître le résultat, et résoudre des problèmes. Cela a conduit à un doctorat. et un post-doctorant travaillant sur les récepteurs membranaires et les protéines liant les glucides.

J’aime le défi de la recherche consistant à comprendre et à résoudre les problèmes liés aux protéines. Cela a conduit à toute une carrière dans le domaine des protéines.

Le terme « science des protéines » est un terme générique désignant la structure, la fonction et l’importance biochimique des protéines. Comment ce domaine a-t-il évolué au cours des 20 dernières années et qu’est-ce qui en fait un secteur si passionnant dans le domaine de la découverte de médicaments ?

Certaines techniques que nous utilisons aujourd’hui datent de plus d’un demi-siècle, par exemple la chromatographie d’échange d’ions et d’exclusion stérique et la SDS-PAGE. Certains processus ont radicalement changé, comme la synthèse génétique, le recours accru à l’automatisation de techniques telles que la cristallisation des protéines et le déploiement beaucoup plus important de la cryoEM. Ensemble, ces éléments ont rapidement augmenté notre capacité à résoudre les structures des protéines. Mais bien entendu, la cristallographie des protéines elle-même est beaucoup plus ancienne. Fred Sanger a reçu son prix Nobel en 1958 pour la structure cristalline de l’insuline.

Cependant, la science des protéines a constamment évolué, de sorte que ce que nous faisons aujourd’hui constitue une révolution complète par évolution.

Quelles sont les applications industrielles de la science des protéines ?

Les protéines sont régulièrement la cible de la découverte de médicaments. La recherche d’un nouveau remède contre le cancer se concentrera souvent sur la protéine aberrante dans le processus pathologique. De même, au cours des 30 dernières années, les protéines sont devenues essentiellement des médicaments à part entière. La capacité de fabriquer des protéines sous forme de médicaments à très grande échelle est devenue essentielle.

La cryo-EM est devenue extrêmement importante et commence désormais à avoir un impact sur la science des protéines dans le processus de découverte de médicaments. La synthèse génétique, qui a commencé à se développer il y a 20 ans, est désormais à la base de nombreux aspects de la science des protéines. L’impact de l’IA augmente rapidement.

Le fondement de tout cela réside dans la capacité de fabriquer des protéines de haute qualité, en s’appuyant toujours sur des techniques traditionnelles. La capacité de fabriquer cette protéine et de la détecter est essentielle à la découverte de médicaments.

Vous êtes le président de la session « Protein Science » au SLAS EU 2023. Pourriez-vous nous présenter les intervenants de la session, ainsi que les sujets abordés ?

Il y aura trois intervenants, le premier étant Pravin Mahajan, qui travaille pour Astex Pharmaceuticals au Royaume-Uni. Astex est l’une des principales sociétés exploitant la biologie structurale, la cristallographie et la cryo-EM pour soutenir et stimuler la découverte de médicaments.

Deuxièmement, nous avons Magdalena Richter, qui travaille pour AstraZeneca. L’exposé de Magdalena porte sur l’échange hydrogène-deutérium couplé à la spectrométrie de masse et sur la manière dont AstraZeneca utilise cette technologie pour comprendre les structures des protéines.

Le troisième intervenant est Su Jerwood d’Exscientia. Son exposé aborde une approche statistique pour comprendre les expériences, les processus et les tests. Les scientifiques se méfient parfois un peu des statistiques, mais j’ai vu celles-ci exploitées avec succès.

Tout au long de votre carrière, vous avez dirigé des projets et publié plus de 30 publications évaluées par des pairs sur les protéines utilisées dans la découverte de médicaments. Comment avez-vous vu la relation entre la science des protéines et la découverte de médicaments évoluer tout au long de votre carrière ?

Lorsque ma carrière a débuté, la technologie de l’ADN recombinant en était à ses balbutiements. Même le dépistage biochimique des médicaments n’utilisait que des tissus bruts et des tests de liaison aux radioligands.

Cependant, vous pouvez désormais commander des centaines de variantes de gènes synthétiques et exécuter de nombreux criblages parallèles sur une cible particulière. Vous pouvez concevoir avec précision comment exécuter un criblage à l’aide de la technologie de l’ADN recombinant et l’appuyer avec une biologie structurale très détaillée et à haute résolution. Tout cela a été une évolution, mais le résultat est une révolution.

Compte tenu de votre expertise, comment prévoyez-vous l’évolution du domaine des protéines dans la découverte de médicaments au cours de la décennie à venir ? Quels seront les principaux défis auxquels le domaine sera confronté à cette époque ?

Je crois que l’IA n’en est qu’à ses balbutiements en ce qui concerne son impact sur la science des protéines et la découverte de médicaments. Bien que d’autres soient mieux informés pour commenter ce sujet, je suis conscient que l’IA commence à avoir un impact significatif sur ce que nous faisons et que nombre de nos clients investissent beaucoup dans l’IA.

Une deuxième technologie qui deviendra de plus en plus importante est la cryo-EM, notamment dans la découverte de médicaments. Je soupçonne que la capacité de suivre le processus plus rapidement augmentera également. La base reste la capacité à produire des protéines de très haute qualité.

SLAS est une société professionnelle internationale visant à transformer la recherche en promouvant la collaboration à l’intersection de la science et de la technologie. Pourquoi cette collaboration est-elle si importante dans le cadre de la découverte mondiale de produits pharmaceutiques et de médicaments ?

La collaboration dans la découverte de médicaments est essentielle. Même les grandes organisations pharmaceutiques mondiales comme AstraZeneca, même si elles ont des projets entièrement internes, sont également impliquées dans de nombreuses collaborations.

Pouvoir promouvoir cette collaboration lors de réunions comme le SLAS est crucial. Les scientifiques sont des gens brillants et curieux, et la collaboration alimente tout ce processus.

Révolution par évolution : la science des protéines et son impact sur la découverte de médicamentsJouer

Vous êtes le fondateur et directeur général de Peak Proteins, une entreprise de biotechnologie britannique. Pourquoi est-il si important pour SLAS EU de reconnaître la quantité et la qualité des entreprises ici en Europe ?

Avant cette conférence, j’ai regardé une interview de Steve Rees d’AstraZeneca, qui a expliqué que les vaccins contre le COVID-19 n’ont pas été inventés en neuf mois mais grâce à l’investissement de la décennie précédente dans la science fondamentale et la technologie. Une grande partie de ces investissements a eu lieu en Europe, tant dans l’industrie que dans le monde universitaire.

Il est extrêmement important de poursuivre ces investissements en Europe

Les partenariats étant fondamentaux pour accélérer la recherche scientifique, quelle est l’importance des conférences en personne telles que SLAS pour entretenir les relations entre les secteurs, en particulier entre le monde universitaire et l’industrie ?

Les relations avec les clients, les fournisseurs et les collaborateurs sont le fondement de notre activité. Notre métier consiste à résoudre les problèmes liés aux protéines pour nos clients afin qu’ils puissent avancer dans leur travail. Les conférences en personne sont un élément important de l’établissement de relations. Nous avons toujours des projets ambitieux dans lesquels vous essayez d’anticiper ce qui va se passer, mais après la première expérience, même les plans les mieux conçus peuvent s’effondrer.
Nous aimons ce type de projet où tout ne se déroule pas comme prévu et où il faut inspecter les données et la documentation, parler au client et essayer de résoudre ces problèmes.

Quelle est la prochaine étape pour vous et votre travail ? Êtes-vous impliqué dans des projets à venir passionnants ?

Il y a deux conférences auxquelles nous assisterons probablement cette année. Le premier est le PSDI (Protein Structure Determination in Industry). En tant que grande entreprise de biologie structurale, nous serons présents.

Deuxièmement, nous assisterons à la conférence ELRIG Drug Discovery à Liverpool plus tard cette année.

À propos de Mark Abbott

Le Dr Mark Abbott a passé plus de 20 ans à travailler comme biochimiste des protéines chez AstraZeneca, impliqué dans la découverte de petites molécules et de médicaments biologiques. Il a quitté l’entreprise en 2014 et a fondé Peak Proteins, une CRO fournissant des services à des clients industriels et universitaires à l’échelle mondiale.

Initialement composé de deux personnes, il compte aujourd’hui environ 50 personnes possédant des compétences en expression et purification des protéines, en biophysique des protéines et en biologie structurale des protéines, y compris les rayons X et la cryoEM. Peak Proteins a été acquis par Sygnature Discovery (une CRO intégrée de découverte de médicaments) en avril 2022 et fait désormais pleinement partie de cette organisation. Une longue carrière alimentée par un enthousiasme continu pour s’attaquer aux protéines difficiles !