Laboratoire de découverte et d’expérimentation

Drug Design

« S’il vous plaît… dessine-moi un médicament ! »

Adaptation libre de la célèbre citation du Petit Prince, Antoine de Saint-Exupéry (1943).

 

De l'idée au médicament, le chemin est long...

Photo iStockPhoto

La plupart des maladies infectieuses – de la grippe au SIDA – et non infectieuses – du cancer à Alzheimer –  sont traitées avec des médicaments. Un médicament est généralement une petite molécule qui, en se liant à une protéine, modifie l’action de cette dernière, pour le bénéfice du patient.
Les médicaments font partie de notre vie quotidienne; cependant, les molécules utilisées pour traiter les maladies, ainsi que les nombreuses étapes conduisant à la mise sur le marché de nouveaux médicaments restent très mystérieuses pour la plupart d’entre nous.
Le nombre de petites molécules présentant des propriétés chimiques et physiques similaires à celles d’un médicament est estimé à 1060. Actuellement, 35 millions de petites molécules sont disponibles et environ 2000 molécules sont des médicaments approuvés par la Food and Drug Administration (FDA aux Etats-Unis), la European Medicines Agency (EMA) ou SwissMedic.

La découverte et le développement de nouveaux médicaments sont des processus très longs (> 10 ans), complexes et très coûteux (de l’ordre du milliard de dollars) au cours desquels les molécules candidates sont identifiées, testées en laboratoire puis en clinique, avant de devenir un médicament mis sur le marché.
Aujourd’hui, de nombreuses molécules candidates sont d’abord sélectionnées grâce à la bioinformatique – une discipline alliant la biologie, la chimie, les mathématiques et l’informatique, qui permet d’analyser et visualiser de grandes quantités de données, pour finalement prédire des effets chimiques, physiques ou biologiques.

La bioinformatique permet, par exemple, de prédire la protéine à cibler, d’étudier sa structure 3D à l’échelle atomique, et d’utiliser ces connaissances pour « dessiner » des molécules candidats-médicaments.
De plus, la bioinformatique permet également de prédire les autres protéines touchées par une petite molécule (et ainsi ses effets secondaires potentiels) et comment le candidat-médicament se comportera dans l’organisme. Sera-t-il absorbable par voie orale ? Atteindra-t-il le cerveau ? Contient-il des fragments qui pourraient être toxiques lorsqu’il sera dégradé ? Sera-t-il simple à synthétiser ?

ibuprofen docké dans la protéine COX – © SIB Institut Suisse de Bioinformatique

L’ibuprofen, en rouge, docké dans COX, sa protéine cible

Dans la thématique « Drug Design » développée pour le Chimiscope par le SIB Institut Suisse de Bioinformatique, le visiteur est initié à l’utilisation d’outils bioinformatiques libres d’accès et aux premières étapes de la conception d’un médicament (Drug Design  en anglais). Il pourra:
• comparer l’efficacité du docking  (interaction avec la protéine cible) d’une molécule qu’il aura « dessinée » avec celle de médicaments existants,
• prédire les protéines ciblées par sa molécule et donc ses effets secondaires,
• prédire le devenir de sa molécule dans l’organisme.

A choix, l’un ou l’autre des candidats-médicaments suivants sera conçu:
• médicament contre la douleur sans effet secondaire pour l’estomac
• médicament contre le cancer de la peau (dès la 2ème année du Secondaire II)
• médicament contre le cancer restaurant la réponse immunitaire

 

 

INFORMATIONS PRATIQUES

    • Thématique offerte aux jeunes de 15 à 107 ans Cette thématique est accessible aux jeunes de 15 à 107 ans
    • Thématique offerte à certaines dates Cette thématique est offerte, en matinée exclusivement, durant les semaines d’ouverture du Chimiscope, aux dates suivantes:
      – en 2015: 14 + 28 octobre, 13 + 27 novembre, 4 + 9 + 18 décembre,
      – en 2016: 15 + 29 janvier, 12 + 26 février, 4 + 18 mars, 8 + 22 avril, 13 + 27 mai, 3 + 17 juin
    • Cette thématique est offerte depuis octobre 2015
    • Une formation continue sur l’utilisation en classe des outils proposés dans cette thématique est offerte le 22 janvier 2016 aux enseignants genevois du Secondaire II (délai d’inscription: 4 décembre 2015): PO15-1 Comment sont conçus les médicaments de demain ?
    • SIB Institut Suisse de Bioinformatique Cette thématique a été développée par le SIB Institut Suisse de Bioinformatique en partenariat avec le Chimiscope

 

 

 

 

 

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