Qu'est-ce que Rational Drug Design?
Au cours de la majeure partie de l'histoire de la science médicale, de nouveaux médicaments ont été découverts par tâtonnements ou simplement par pure chance. Alors que la demande de nouveaux médicaments plus efficaces augmentait, une nouvelle méthode de développement de médicaments appelée conception rationnelle de médicaments a commencé à remplacer les anciennes méthodes. Dans la conception rationnelle des médicaments, les composés biologiquement actifs sont spécifiquement conçus ou choisis pour fonctionner avec une cible médicamenteuse particulière. La conception rationnelle des médicaments implique souvent l'utilisation d'un logiciel de conception moléculaire, que les chercheurs utilisent pour créer des modèles tridimensionnels des médicaments et de leurs cibles biologiques. Pour cette raison, le processus est également appelé conception de médicaments assistée par ordinateur.
Une cible médicamenteuse, ou cible biologique, est généralement l'un des deux types. Le premier type est une molécule dans le corps humain qui provoque une maladie lorsqu'elle est défectueuse d'une manière ou d'une autre. La seconde est une molécule provenant d'un microorganisme pathogène. Le développement de médicaments consiste à découvrir ou à concevoir de nouveaux composés chimiques qui interagissent de manière bénéfique avec ces cibles, par exemple en interagissant avec le cholestérol pour l'éliminer de l'organisme ou en interagissant avec un virus pour en provoquer la mort.
Les méthodes plus anciennes de développement de nouveaux médicaments présentent plusieurs défauts qui rendent la découverte de médicaments coûteuse. La méthode la plus simple et la plus rapide pour développer un nouveau médicament consiste simplement à découvrir, par pure chance, qu’un certain composé est biologiquement actif contre une cible pharmaceutique ciblée. Le plus célèbre de ces incidents est peut-être la découverte de pénicilline par Alexander Fleming en 1928. Le microbiologiste découvrit le premier antibiotique lorsque certaines cultures bactériennes avec lesquelles il travaillait devinrent contaminées par un champignon bactéricide. Bien sûr, ce type de découverte fortuite ne se produit pas très souvent et la chance n’est pas une chose sur laquelle les sociétés pharmaceutiques comptent pour le développement de nouveaux médicaments.
La méthode la plus couramment utilisée pour développer de nouveaux médicaments est un processus long et à grande échelle appelé criblage combinatoire en bibliothèque. Au cours de ce processus, un grand nombre de composés chimiques sont créés puis analysés pour déterminer leur activité biologique. Si un composé donné montre des signes d’interaction avec une cible biologique, il fait l’objet d’une attention accrue et pourrait être transformé en un nouveau médicament. Ce processus peut prendre de nombreuses années et d’énormes sommes d’argent, bien que, même à la fin de la période de développement, le médicament puisse ne pas être suffisamment efficace ni suffisamment sûr pour un usage humain.
La conception rationnelle des médicaments est un processus plus rationalisé qui nécessite un examen minutieux de la cible du médicament ainsi que du médicament lui-même. Cette méthode de conception de médicament utilise un équipement spécial pour examiner la structure tridimensionnelle d'une cible de médicament, puis trouver un composé pouvant interagir avec la cible. La conception rationnelle des médicaments nécessite donc des connaissances approfondies en chimie et en biologie, car ce sont les interactions chimiques entre les médicaments et leurs cibles qui déterminent si un médicament est biologiquement actif.
Les composés peuvent être localisés pour les tests de deux manières. La première consiste à utiliser le criblage combinatoire de bibliothèques. Dans ce cas, toutefois, le processus est simplifié, car les chercheurs qui utilisent des méthodes de conception de médicaments rationnelles examineront la bibliothèque de composés à la forme suffisamment spécifique pour pouvoir interagir avec la cible du médicament. La deuxième méthode implique la conception d’un composé capable d’interagir avec la cible. Cela nécessite de prendre en compte la composition chimique du composé et de connaître les groupes chimiques dont le composé pourrait avoir besoin pour pouvoir interagir avec la cible du médicament.
Le premier médicament mis au point à l'aide d'un processus de conception rationnelle a été un médicament antiviral appelé Relenza®. Ce médicament a été conçu pour interagir avec une protéine grippale appelée neuraminidase. Sans cette protéine, le virus de la grippe ne peut pas infecter de nouvelles cellules. donc un traitement avec le médicament peut raccourcir la durée de la maladie. Parmi les autres médicaments conçus de manière rationnelle, citons les médicaments anti-VIH tels que le ritonavir et l'indinavir, qui interagissent tous les deux avec des protéines virales appelées protéases.