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Des promédicaments rusés pour maximiser les bénéfices thérapeutiques

En dépit des progrès de la chimie médicinale qui permettent de synthétiser une pléthore de médicaments, leur biodistribution et leur efficacité sont loin d’être optimales. Pour surmonter ce problème, les chercheurs européens ont mis au point une pro-thérapie innovante où le médicament actif est synthétisé sur le site même où il agit.

Recherche fondamentale
Santé

L’absorption, la distribution, le métabolisme et l’excrétion sont les principaux obstacles que les médicaments doivent contourner pour produire un effet. Réduire l’exposition systémique tout en maximisant la concentration localisée sur le site d’intérêt est essentiel pour le bénéfice thérapeutique. Au fil des ans, les chercheurs ont mis au point diverses technologies pour permettre l’administration ou la synthèse localisée de médicaments en utilisant des promédicaments biologiquement inertes qui sont activés sur place, généralement à l’aide d’enzymes. Cette approche est connue sous le nom de thérapie de promédicament enzymatique (EPT) et peut être potentiellement appliquée à la thérapie du cancer pour l’administration d’agents cytotoxiques.

Une synthèse localisée de médicaments

S’inspirant de la nature, des scientifiques financés par le Conseil européen de la recherche (CER) de l’UE ont proposé l’utilisation d’enzymes natives pour parvenir à synthétiser les drogues sur le site d’action du médicament, au moment nécessaire et à la concentration requise. Ce faisant, ils ont mesuré l’importance de la nature chimique et de la biocompatibilité des composants ou des molécules précurseurs appropriés pour la bioconversion localisée par les enzymes. Ils ont par conséquent consacré du temps à développer des promédicaments innovants plutôt que se tourner vers des médicaments déjà disponibles sur le marché. En ce qui concerne la thérapie antitumorale, ils ont concentré leurs efforts sur la bioconversion des promédicaments dans le microenvironnement de la tumeur, en tant que mesure sûre et efficace pour inhiber la croissance des cellules cancéreuses. Les promédicaments ont été conçus pour se localiser dans la tumeur et exploiter l’empreinte enzymatique unique du cancer pour se bioconvertir en un médicament anticancéreux extrêmement puissant. Outre les médicaments anticancéreux, l’équipe du projet BTVI a travaillé sur des thérapies antibactériennes visant à prévenir la colonisation bactérienne des implants. Les chercheurs ont mis au point des tapis fibreux contenant des enzymes et des revêtements de surface à activité catalytique qui peuvent être utilisés sur la surface des implants métalliques déjà utilisés en médecine. À cette fin, ils ont conçu des promédicaments innovants qui sont transformés en médicaments antibactériens lorsqu’ils atteignent la surface de l’implant. En outre, l’équipe a découvert que les nanoparticules inorganiques présentent une activité catalytique qui imite les glycosidases humaines et peuvent être utilisées pour la conversion des promédicaments. Après avoir décodé le mécanisme de la catalyse, les scientifiques ont mis au point des nanozymes qui offrent diverses applications en biotechnologie.

Les avantages de l’EPT

«La synthèse localisée de médicaments est une opportunité incroyable et peut s’appuyer sur des enzymes implantées, sur la propriété catalytique inhérente à l’implant ou sur le répertoire enzymatique de la maladie», explique Alexander Zelikin, bénéficiaire d’une subvention du CER. En effet, les promédicaments constituent un outil étonnant pour la chimie médicinale car ils masquent par nature la toxicité des thérapies, même les plus puissantes. La capacité des enzymes naturelles à convertir un large éventail de substrats peut être exploitée pour synthétiser de multiples médicaments, ce qui permet la mise en place de thérapies combinées. Les thérapies proposées ne doivent pas nécessairement être des médicaments, mais des molécules à vie courte, telles que l’oxyde nitrique, avec un large spectre d’activités physiologiques. L’oxyde nitrique a été qualifié de gardien des greffes cardiovasculaires en raison de ses propriétés de vasodilatation et de sa capacité à contrer l’agrégation plaquettaire. Par conséquent, la mise en œuvre de l’EPT dans les implants vasculaires pour réaliser une production localisée d’oxyde nitrique est fortement préconisée. «Grâce au travail acharné de notre équipe interdisciplinaire, nous avons surmonté les défis scientifiques et réalisé des progrès significatifs dans le domaine de la chimie médicinale», souligne Alexander Zelikin. Grâce à des biomatériaux implantables ou en exploitant le tissu malade lui-même, le projet BTVI a réussi à mettre au point une nouvelle méthodologie pour la synthèse localisée de médicaments qui devrait être adoptée par la grande majorité de la communauté biomédicale.

Mots‑clés

BTVI, promédicament, enzyme, implant, synthèse de médicaments, oxyde nitrique, tumeur, cancer, thérapie de promédicament enzymatique

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