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Plate-forme neuve de chemBIOS pour le développement de médicament

Malgré la demande croissante, le nombre de médicaments developpés récemment a diminué continuement pendant les décennies passées. La recherche des produits actifs neufs, leur production, caractérisation, et examen critique pour l'efficacité biologique sont très complexes et coûteux. Une des raisons est que chacune des trois opérations a été effectué séparé jusqu'ici. Les scientifiques de l'Institut de Technologie de Karlsruhe (NÉCESSAIRE) ont maintenant réussi à combiner ces procédés sur une frite et, par conséquent, à faciliter et à accélérer les procédures pour produire les substances prometteuses. Grâce à la miniaturisation, également coûts peut être réduite de manière significative. Les résultats sont maintenant publiés dans les transmissions de nature (DOI 10.1038/s41467-019-10685-0).

Le développement de médicament est basé sur l'examen critique de haut-débit de grandes bibliothèques composées. Cependant, le manque de méthodologies miniaturisées et parallélisées pour la synthèse chimique de haut-débit pendant la phase et l'incompatibilité liquides de la synthèse des composés bioactifs et l'examen critique pour leur effet biologique ont mené à une séparation stricte de ces opérations jusqu'ici. Ceci effectue le cher de processus et inefficace.

Pour cette raison, nous avons développé une plate-forme qui combine la synthèse des bibliothèques composées avec l'examen critique biologique de haut-débit sur une puce unique. »

Benz de Maximilian de l'institut du NÉCESSAIRE de la toxicologie et de la génétique (ITG).

Cette soi-disant plate-forme de chemBIOS est compatible avec les deux solvants organiques pour la synthèse et solutions aqueuses pour les examens critiques biologiques. « Nous utilisons la plate-forme de chemBIOS pour exécuter 75 réactions parallèles de trois-composante pour la synthèse d'une bibliothèque des lipides, c.-à-d. des graisses, suivies de la caractérisation utilisant la spectroscopie de masse, de la formation de sur-frite des lipoplexes, et de l'examen critique biologique de cellules, » le benz ajoute. Lipoplexes sont des composés nucléiques d'acide-lipide qui peuvent être repris par eucaryotique, c.-à-d. humain et animal, cellules. « Le processus complet de la synthèse de bibliothèque aux prises d'examen critique de cellules seulement trois jours et environ 1 ml de solution totale, expliquant le potentiel de la technologie de chemBIOS au rendement d'augmentation et accélèrent des examens critiques et le développement de médicament, » benz précise. Habituellement, de tels procédés ont besoin de plusieurs litres de réactifs, de solvants, et de suspensions de cellules.

Récent, la technologie de chemBIOS a été nommée pour une des trois premières places du prix 2019 d'innovation du NEULAND du NÉCESSAIRE par un jury des préposés du service de la recherche et de l'industrie.

Développement de médicament : Grand effort et peu de coups

En raison de l'immense dépense de temps et de la séparation spatiale et méthodologique de la synthèse des composés, de l'examen critique, et des études cliniques, développement des médicaments neufs prend souvent plus de 20 ans et coûts entre deux et quatre milliards de dollars.

La phase précoce de développement de médicament est traditionnellement basée sur trois secteurs scientifiques : les pharmaciens synthétisent une grande bibliothèque des molécules variées. Tous les composés sont produits, isolés, et caractérisés séparé. Puis, les biologistes analysent la bibliothèque de molécule pour l'activité biologique. Des composés très actifs, soi-disant coups, sont retournés à la chimie. Basé sur cette présélection, les pharmaciens synthétisent d'autres variations de ces composés. Ces bibliothèques secondaires de molécule contiennent alors les composés optimisés.

Après que ce cycle ait été répété plusieurs fois, quelques candidats composés prometteurs sont transférés à la partie médicale de développement de médicament, dans laquelle ces composés sont vérifiés dans les études cliniques. De plusieurs alors milliers de composés a soumis aux premiers examens critiques, seulement un ou parfois aucun composé n'atteint la dernière opération du développement de médicament : approbation du médicament neuf. Ce procédé est long et exige une gamme étendue de matériaux et de solvants. Ceci rend le développement plus cher et plus lent et limite également le nombre de substances examinées à un numéro faisable.

Source:
Journal reference:

Benz, M. et al. (2019) Marrying chemistry with biology by combining on-chip solution-based combinatorial synthesis and cellular screening. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-10685-0.