© scanrail/Shotshop.com

La majorité des médicaments étant commercialisés à l’état solide.

La structure formée par les molécules d’un médicament à l’état solide est l’un des principaux facteurs déterminant son efficacité. La modification des structures moléculaires peut entraîner l’arrêt du bon fonctionnement des pilules. La modification des structures peut entraîner l’arrêt du bon fonctionnement des pilules, les rendant alors inutiles. 

Assurer que les médicaments commercialiser les substances actives dans la dose requise

Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université du Luxembourg, en collaboration avec l’Université de Princeton, l’Université Cornell et Avant-garde Materials Simulation GmbH. A mis au point une nouvelle méthode de calcul permettant de prédire la manière dont s´organisent les molécules d´un médicament au sein de cristaux moléculaires, en fonction de différentes modalités énergétiques. Les entreprises pharmaceutiques pourraient utiliser cette approche pour éviter de coûteux échecs de développement, des erreurs de production et de potentiels litiges.

La majorité des médicaments étant commercialisés à l’état solide, par exemple sous forme de pilules, les fabricants doivent s’assurer qu’ils fonctionnent correctement et commercialiser les substances actives dans la dose requise. 

Interactions entre les molécules changent la propriété

« Il y a eu plusieurs scandales dans l’industrie pharmaceutique par le passé, lorsque des entreprises avaient identifié une molécule qui fonctionne et l’avaient commercialisée, et puis parfois des années plus tard, en raison de changements mineurs des conditions de production, la formulation du médicament a cessé d’être efficace », explique le Prof. Alexandre Tkatchenko de l’Unité de recherche en Physique et Sciences des matériaux de l’Université du Luxembourg, principal auteur du rapport publié dans Science Advances. Par conséquent, certains médicaments ont dû être reformulés et retirés du marché pendant une longue période. 

Dans la plupart des cas, la raison de la modification de ces propriétés réside dans les interactions entre les molécules. À l’état solide, les molécules s’organisent en structures cristallines stabilisées par une multitude d’interactions intermoléculaires. Comme les molécules sont très flexibles, elles peuvent former de nombreux arrangements différents dont les propriétés physiques et chimiques diffèrent.

Calculer la manière dont l’énergie des différents solides varie en fonction de leur structure

« Afin de prédire ces différences, les entreprises pharmaceutiques recourent généralement à des expériences de cristallisation appliquant la méthode essais-erreurs. Cependant, d´un point de vue réaliste, l ´expérimentation ne permettra jamais d´étudier toutes les formes possibles, puisqu´on ne peut jamais savoir ce qui va changer dans les conditions expérimentales. Les possibilités sont exponentielles », explique le professeur Robert DiStasio, co-auteur de l’étude de l’Université Cornell. 

Afin de pouvoir remplacer ces expériences par des calculs prédictifs, les chercheurs se sont associés à la société Avantgarde Materials Simulation, qui fournit des services aux entreprises pharmaceutiques leur permettant de prédire les structures cristallines des solides organiques. Ensemble, ils ont mis au point une méthode qui leur permet de calculer la manière dont l’énergie des différents solides varie en fonction de leur structure.

Important pour l'ensemble de l'industrie pharmaceutique

« La nouvelle approche améliore la précision du classement énergétique à un coût de calcul acceptable. Elle changera la façon dont la prédiction de structure cristalline est utilisée dans l’industrie pharmaceutique, » commente le Dr Marcus Neumann, fondateur et PDG d’Avant-garde Materials Simulation GmbH. À l’avenir, les auteurs prévoient de développer davantage la méthode en la combinant à l’apprentissage machine afin d’augmenter l’efficacité des calculs.

Auteur: University of Luxembourg

Editeur: Uwe Hentschel

Aussi intéréssant

Bande dessinée La lutte contre le cancer au Luxembourg Institute of Health

Vingt-deux doctorant·e·s de la Doctoral School in Science and Engineering (DSSE) se sont réuni·e·s pour apprendre à comm...

Don du sang A quoi le sang sert-il lors de transfusions et pour la recherche ?

A l’occasion de la journée mondiale du don de sang, découvre en quoi le sang est essentiel au corps humain mais aussi, s...

FNR
Bande dessinée L'Utilisation de "mini-cerveaux" pour l'étude de la maladie de Parkinson

Vingt-deux doctorant·e·s de la Doctoral School in Science and Engineering (DSSE) se sont réuni·e·s pour apprendre à comm...

Aussi dans cette rubrique

Recherche sur le cancer Traitement personnalisé du cancer grâce à une imprimante 3D

Chaque cancer est différent. Trouver le médicament curatif reste de ce fait souvent affaire de chance. Dans le cadre d’une étude pilote, des chercheurs suivent désormais une nouvelle piste.

LIH
Kacy Greenhalgh
Cancer : interaction entre régime alimentaire et microbiome Une alimentation appropriée peut influencer de manière significative l’évolution du cancer et les effets de la chimiothérapie

On sait qu’une alimentation saine contribue à prévenir l’apparition de cancers. Mais le succès du traitement dépend en grande partie du bon régime alimentaire même pendant la maladie.

Thorben Hülsdünker
Physiologie du sport Des performances optimisées grâce à de nouvelles méthodes d’entraînement

Thorben Hülsdünker fait des recherches à la LUNEX International University of Health pour découvrir quelles méthodes permettent d’améliorer les performances des sportifs de haut niveau.

The molecule sFRP5 Scientists rejuvenate stem cells in the aging brain of mice

A previously unknown molecule ensures that stem cells in the brain someday stop dividing. Now it has been identified by researchers from Luxembourg and Germany.