John Wise, professeur SMU spécialisé en biochimie structurale, est l’inventeur principal de ChemGen. [Photo: SMU]
Les chercheurs de la Southern Methodist University de Dallas ont écrit et développé une approche informatique de la découverte de médicaments destinée à accélérer la synthèse de molécules dérivées normalement fabriquées en laboratoire en imitant les réactions chimiques grâce à des routines informatisées.
Actuellement, le processus de recherche, de développement et d’approbation d’un nouveau médicament peut prendre jusqu’à 12 à 15 ans, et il en coûte plus de 2,6 milliards de dollars à un fabricant pour le faire passer du laboratoire à l’étagère d’une pharmacie, selon le Tufts Center for l’étude du développement de médicaments.
Cependant, le développement de SMU, appelé ChemGen, vise à réduire le temps et les coûts associés à la découverte de médicaments, en particulier pour permettre aux petits laboratoires de contribuer davantage à la recherche.
John Wise, inventeur principal de ChemGen et professeur agrégé SMU de sciences biologiques, a déclaré que cette approche pourrait potentiellement permettre à un bâtiment rempli de chimistes qualifiés d’augmenter considérablement leur productivité, passant de six problèmes par an à 60.
«Cette approche est très efficace en temps et en argent», a-t-il déclaré. «Cela limite le gaspillage et augmente la probabilité que le nouveau médicament soit meilleur que ce qui a été découvert à l’origine.»
ChemGen, qui est en instance de brevet, fonctionne en accélérant l’optimisation pharmaceutique, un processus qui prend normalement des mois aux scientifiques. Avec l’aide de ChemGen et d’ordinateurs haute performance, la découverte précoce de médicaments pourrait être réalisée en quelques jours.
La première étape de la création d’un nouveau médicament consiste à identifier une cible moléculaire sur laquelle il peut agir, a déclaré Wise. Cette cible joue un rôle dans la raison pour laquelle une personne infectée par un virus ressentira des symptômes.
Une fois identifiées, les scientifiques recherchent des clés chimiques susceptibles de bloquer la fonction de la cible et de prévenir les effets biologiques négatifs d’une maladie.
«Lorsqu’une société pharmaceutique trouve un médicament frappé – une« clé »chimique qui, selon elle, pourrait être précieuse -, il se peut qu’une équipe de chimistes très qualifiés travaille sur cette molécule ciblée», a déclaré Wise. «Ce n’est pas la seule molécule avec laquelle ils travailleront, mais ils pourraient passer trois mois de l’année prochaine à créer 1 000 variations de cette molécule.»
Contrairement à l’approche traditionnelle de l’optimisation pharmaceutique qui teste dans un laboratoire physique, ChemGen crée des variantes moléculaires de la clé chimique par calcul.
Cela permet à ChemGen d’examiner ces variantes et de déterminer celle qui correspond le mieux à la protéine ciblée par rapport à la clé d’origine. «Nous avons enseigné à ChemGen les règles de la chimie pour ces réactions – ce qui peut être fait et ce qui ne peut pas être fait», a déclaré Wise.
ChemGen peut être potentiellement appliqué à la pharmacie, à la médecine computationnelle, à la découverte de médicaments, au développement de médicaments et à la synthèse chimique.
Wise travaille sur ChemGen avec la collaboration d’autres scientifiques et étudiants de SMU depuis plus d’une décennie. Son idée originale a été inspirée par son travail pour trouver des composés qui peuvent inverser l’échec de la chimiothérapie dans les cancers agressifs avec Pia Vogel, professeur SMU et directeur du Center for Drug Discovery, Design, and Delivery.
«J’espère également que les grandes sociétés pharmaceutiques profiteront également de cette technologie», a déclaré Wise. «Cela va faire sortir de nouveaux médicaments plus rapidement et moins cher, ce qui est exactement ce dont nous avons besoin pour le coronavirus et tout ce qui va suivre.»
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