Un logiciel de chimie quantique innovant accélère la recherche sur les médicaments Des scientifiques financés par l’UE ont dévoilé un nouveau logiciel pour modéliser le comportement des grosses molécules, y compris la création et la rupture de liaisons chimiques et de forces électrostatiques. L’outil de calcul haute performance peut améliorer radicalement le processus de découverte de médicaments, en découvrant comment une molécule de médicament interagit avec sa cible de liaison. Technologies industrielles © metamorworks La conception et la synthèse de nouveaux matériaux peuvent accélérer la découverte scientifique dans différents domaines. De nouvelles nanoparticules peuvent aider à accroître l’efficacité de la catalyse et à réduire l’empreinte carbone de l’industrie chimique. Dans le domaine des transports, de nouveaux matériaux de batterie devraient alimenter la révolution électrique, faisant des véhicules électriques une option mondiale viable. De nouvelles molécules de colorant pour les cellules solaires contribuent à sortir le secteur des énergies renouvelables de l’ombre de la production des énergies fossiles. La liste peut être étendue presque indéfiniment. Nulle part ailleurs la découverte de nouvelles molécules n’est plus importante que dans l’industrie pharmaceutique. «Avant qu’une nouvelle molécule aux propriétés médicamenteuses soit jugée appropriée pour les patients, elle doit subir des tests rigoureux. Le parcours de recherche et développement d’un nouveau médicament pour passer du laboratoire au marché prend environ dix ans et coûte environ cinq milliards de dollars américains», note Illés József, coordinateur du projet QCLAB, financé par l’UE. Le coût du développement de médicaments est exorbitant et continuera d’augmenter avec le temps. «L’étude de voies biologiques spécifiques — une série d’interactions moléculaires dans une cellule qui conduisent à un changement dans les cellules — peut révéler de nombreux indices sur des maladies complexes. L’identification de l’étape du parcours affectée chez chaque patient permet d’offrir un traitement plus personnalisé. Par conséquent, une approche unique pour tous les médicaments est impossible. Nous devons revoir le processus de recherche pharmaceutique afin que de nouveaux médicaments sur mesure ne soient pas impossibles à acheter ou à fabriquer en raison de coûts de recherche trop élevés», explique M. József. Un bond en avant dans la découverte de médicaments C’est là que le projet QCLAB peut s’avérer utile. Les chercheurs ont dévoilé un nouvel outil de calcul appelé BrianQC: il peut réduire le nombre de molécules candidates, réduire le taux d’échec par une simulation bon marché et diminuer le nombre d’expériences dans la première étape de la recherche et du développement de médicaments. «Dans la chaîne de recherche pharmaceutique, il existe une étape appelée criblage haut débit qui teste la capacité de milliers de molécules à démontrer l’effet biochimique souhaité sur la protéine cible. D’un point de vue théorique, les scientifiques doivent calculer plusieurs fois comment les médicaments candidats se lient sur une très grande biomolécule. Avec une technologie plus ancienne, la réalisation d’un criblage unique s’avère très coûteux, imaginez devoir en faire un million», ajoute M. József. Combiner les technologies pour stimuler l’efficacité informatique Les chercheurs du projet ont combiné différentes technologies pour aider à réaliser ce criblage virtuel à haut débit. En particulier, l’équipe a exploité des réseaux de neurones qui facilitent le processus de présélection des molécules candidates et des méthodes de modélisation mécanique quantique de haute précision (théorie de la densité fonctionnelle) pour étudier la structure des molécules. Des approches moins précises, mais plus rapides, comme la mécanique moléculaire (qui permettent la modélisation de grands systèmes moléculaires) ont servi de bloc de construction pour l’ensemble de la procédure de criblage virtuel à haut débit. Un succès retentissant, car le nouveau logiciel de chimie quantique fait désormais partie des opérations de recherche quotidiennes de l’une des plus importantes sociétés pharmaceutiques basées aux États-Unis. BrianQC est disponible dans le commerce et un essai gratuit peut être demandé. Mots‑clés QCLAB, BrianQC, logiciel de chimie quantique, criblage à haut débit, outil informatique, découverte de médicaments, recherche pharmaceutique
