L’invention d’un outil capable de débloquer des réactions chimiques organiques jusqu’alors impossibles a ouvert de nouvelles voies dans l’industrie pharmaceutique pour créer plus rapidement des médicaments efficaces.
Traditionnellement, la plupart des médicaments sont assemblés à partir de fragments moléculaires appelés éléments constitutifs alkyles, des composés organiques qui ont une grande variété d'applications. Cependant, en raison de la difficulté de combiner différents types de composés pour créer quelque chose de nouveau, cette méthode de création est limitée, en particulier pour les médicaments complexes.
Pour aider à résoudre ce problème, une équipe de chimistes rapporte la découverte d’un type particulier de complexe de nickel stable, un composé chimique qui contient un atome de nickel.
Étant donné que ce composé peut être fabriqué directement à partir de blocs de construction chimiques classiques et qu'il est facilement isolé, les scientifiques peuvent les mélanger avec d'autres blocs de construction d'une manière qui promet l'accès à un nouvel espace chimique.
Christo Sevov, chercheur principal de l'étude et professeur associé de chimie et de biochimie à l'Université d'État de l'Ohio
« Il n’existe pas vraiment de réactions capables de construire de manière fiable et sélective les liaisons que nous construisons actuellement avec ces fragments alkyles », a déclaré Sevov. « En y attachant les complexes de nickel comme des bouchons temporaires, nous avons découvert que nous pouvions ensuite coudre toutes sortes d’autres fragments alkyles pour créer de nouvelles liaisons alkyle-alkyle. »
L'étude a été publiée dans Nature.
En moyenne, il faut une décennie de recherche et développement avant qu'un médicament puisse être commercialisé avec succès. Pendant ce temps, les scientifiques créent également des milliers de candidats médicaments qui échouent, ce qui complique encore davantage un processus déjà extrêmement coûteux et chronophage.
Malgré le caractère insaisissable des complexes alkyles de nickel pour les chimistes, en s'appuyant sur une fusion unique de la synthèse organique, de la chimie inorganique et de la science des batteries, l'équipe de Sevov a trouvé un moyen de libérer leurs étonnantes capacités. « Grâce à notre outil, vous pouvez obtenir des molécules beaucoup plus sélectives pour des cibles qui pourraient avoir moins d'effets secondaires pour l'utilisateur final », a déclaré Sevov.
Selon l’étude, alors que les méthodes classiques de construction d’une nouvelle molécule à partir d’une seule réaction chimique peuvent prendre beaucoup de temps et d’efforts, leur outil pourrait facilement permettre aux chercheurs de fabriquer plus de 96 nouveaux dérivés de médicaments dans le temps qu’il faudrait normalement pour en fabriquer un seul.
Essentiellement, cette capacité réduira le délai de mise sur le marché de médicaments vitaux, augmentera l'efficacité des médicaments tout en diminuant le risque d'effets secondaires et réduira les coûts de recherche afin que les chimistes puissent travailler sur des maladies graves qui touchent des groupes plus restreints, affirment les chercheurs. De telles avancées ouvrent également la voie aux scientifiques pour étudier les liaisons qui constituent les principes fondamentaux de la chimie de base et découvrir pourquoi ces liaisons complexes fonctionnent, a déclaré Sevov.
L'équipe collabore déjà avec des scientifiques de nombreuses sociétés pharmaceutiques qui espèrent utiliser leur outil pour voir comment il affecte leur flux de travail. « Ils souhaitent fabriquer des milliers de dérivés pour affiner la structure et les performances d'une molécule, c'est pourquoi nous avons fait équipe avec les sociétés pharmaceutiques pour vraiment explorer toute la puissance de cet outil », a déclaré Sevov.
À terme, l’équipe espère continuer à développer son outil en transformant éventuellement sa réaction chimique en un processus catalytique, une méthode qui permettrait aux scientifiques d’accélérer d’autres réactions chimiques en fournissant un moyen économe en énergie pour le faire.
« Nous travaillons à le rendre beaucoup plus efficace », a déclaré Sevov.
Les autres co-auteurs incluent Samir Al Zubaydi, Shivam Waske, Hunter Starbuck, Mayukh Majumder et Curtis E. Moore de l'Ohio State, ainsi que Volkan Akyildiz de l'Université Ataturk et Dipannita Kalyani de Merck & Co., Inc. Ce travail a été soutenu par les National Institutes of Health et le Camille and Henry Dreyfus Teacher Scholar Award.
