Tester l'effet de milliers de composés sur le métabolisme cellulaire
De nouvelles applications pour des médicaments éprouvés
Des chercheurs de l'université de Bâle sont en mesure de tester en parallèle les effets de plus de 1 500 composés sur le métabolisme cellulaire. Leur analyse a également permis de découvrir des mécanismes jusqu'alors inconnus pour des médicaments connus. Cette approche pourrait aider les scientifiques à mieux prévoir les effets secondaires et à trouver d'autres utilisations pour les médicaments disponibles sur le marché.
Comment les substances actives modifient-elles les processus métaboliques dans les cellules ? Répondre à cette question fournirait des indices précieux pour le développement de nouveaux médicaments. Cependant, l'étude de ces modes d'action pour une bibliothèque entière de composés aurait été très gourmande en ressources dans le passé.
Des chercheurs du département de biomédecine de l'université de Bâle viennent de présenter une méthode permettant de tester les effets métaboliques de milliers de substances actives en même temps. Ils ont publié les résultats de cette méthode, connue sous le nom de métabolomique à haut débit, dans la revue scientifique Nature Biotechnology.
Prévoir les effets secondaires et les interactions
"Lorsque l'on comprend mieux comment les substances actives interviennent dans le métabolisme cellulaire, le développement des médicaments peut être accéléré", explique le professeur Mattia Zampieri. "Notre méthode fournit une caractérisation supplémentaire des substances, à partir de laquelle nous pouvons déduire d'éventuels effets secondaires ou interactions avec d'autres médicaments".
Les chercheurs, dirigés par le Dr Laurentz Schuhknecht, auteur principal de l'étude, ont cultivé des cellules dans des milliers de petits puits de plaques de culture cellulaire. Ils ont ensuite traité les cellules de chaque puits avec l'une des 1500 substances d'une bibliothèque de composés et ont utilisé une méthode appelée spectrométrie de masse pour mesurer comment des milliers de petites biomolécules à l'intérieur des cellules (connues sous le nom de métabolites) changent après le traitement.
L'équipe de recherche a ainsi pu recueillir des données sur les modifications de plus de 2000 produits métaboliques dans les cellules pour chaque composé actif. Ils ont ensuite comparé ces changements à ceux obtenus à partir de cellules non traitées par le biais d'une analyse assistée par ordinateur. Ils ont ainsi obtenu une vue d'ensemble des effets de chaque substance active sur le métabolisme cellulaire, ce qui leur a permis de se faire une idée très précise de leur mode d'action respectif.
De nouvelles applications pour des médicaments éprouvés
"Les médicaments disponibles dans le commerce peuvent influencer le métabolisme cellulaire bien plus que nous ne l'avions imaginé", déclare Zampieri en résumant les résultats des expériences. Les modes d'action jusqu'alors inconnus de médicaments courants sont particulièrement remarquables. Par exemple, l'équipe a découvert que le tiratricol, un médicament destiné au traitement d'une maladie rare touchant la fonction de la glande thyroïde, outre son mode d'action principal, influence également la production de certains nucléotides, les éléments constitutifs de la synthèse de l'ADN.
"Ce médicament pourrait donc être un bon candidat pour un nouveau champ d'application : moduler la biosynthèse des nucléotides et donc être utilisé, par exemple, dans le traitement du cancer pour inhiber la croissance tumorale", explique Schuhknecht.
Les données exhaustives issues de méthodes à haut débit telles que celle-ci peuvent contribuer à former l'intelligence artificielle à la conception de nouveaux médicaments. "Notre vision à long terme est de faire correspondre les profils métaboliques spécifiques d'une maladie avec le mode d'interférence métabolique de milliers de composés candidats afin de découvrir le meilleur médicament capable d'inverser les changements moléculaires induits par la maladie", explique M. Zampieri.
Pour se rapprocher de cette vision, il n'est pas seulement important de comprendre l'action des substances sur le métabolisme, souligne le pharmacologue. Il est tout aussi important de savoir comment le corps humain traite les substances actives et comment il en modifie l'effet. C'est pourquoi les scientifiques poursuivent leurs recherches afin d'examiner de plus près l'interaction entre le corps et les substances actives.
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