La plate-forme à puce unique novatrice accélère le processus de développement de médicament

Les scientifiques à l'Institut de Technologie de Karlsruhe (NÉCESSAIRE) ont fourni un système miniaturisé et accéléré de développement neuf de médicament sur juste une frite, promettant d'effectuer le plus rapide de processus et meilleur marché que toujours avant. L'état était publié dans les transmissions de nature de tourillon le 28 juin 2019.

La demande des médicaments plus neufs monte continuellement avec l'émergence des maladies nouvelles et résistant à la drogue. Cependant, moins médicaments neufs sont développés réellement (environ 600 au cours de la période 1991-2010 dans les premiers pays). Une grande raison est la complexité et les frais purs des nombreuses opérations impliquées, qui sont type exécutées l'un après l'autre, dans des procédés indépendants. Cependant, ceci peut plus n'être le cas, disent les scientifiques de NÉCESSAIRE qui ont développé un procédé combinatoire neuf de sur-frite.

Choix de microdroplets avec des réactifs variés sur la plate-forme à puces de synthèse de chemBIOS. Crédit d
Choix de microdroplets avec des réactifs variés sur la plate-forme à puces de synthèse de chemBIOS. Crédit d'image : Benz de Maximilian, NÉCESSAIRE

Le procédé classique du développement de médicament est lent et pénible. Il commence par rechercher les bases de données composées les produits chimiques actifs neufs, les produisant individuellement en quantité adéquate utilisant des systèmes de haut-débit pour établir une bibliothèque composée, les caractérisant, et examen critique cellulaire pour s'assurer les possèdent l'activité dans des systèmes biologiques. Les composés avec l'activité prometteuse sont des coups appelés et sont retournés pour davantage d'exploration. Le procédé est répété pour différentes variations des coups pour former une bibliothèque secondaire des molécules avec des molécules optimisées pour l'application destinée.

Plusieurs passages sont exigés avant que les candidats finaux soient déterminés, et ceux-ci entrent dans la phase médicale du développement pour vérifier dans les études cliniques. Seulement un parmi les milliers de molécules examinées au commencement atteint cette étape. Parfois aucun des coups ne l'effectue par l'approbation de médicament. Les vices de procédure dans ce flux de travail sont évidents : il est lent, encombrant, absorbe beaucoup de réactif et solvants, coûte un montant considérable et limite le nombre de composés initiaux examinés dans les limites de la faisabilité. Actuellement, les cycles de développement de médicament enjambent souvent deux décennies ou plus à un coût de bêtes énormes, lentes et extrêmement coûteuses de 2 à 4 milliards de dollars, les rendant.

Une avance dans ce domaine est l'utilisation de la synthèse en phase solide dans le format de puce ADN de miniaturiser et combiner la synthèse des composés multiples. Cependant, elle ne permet pas des analyses cellulaires pour la bioactivité dans la plupart des cas. Jusqu'ici, il n'y avait aucun procédé miniaturisé pour faire fonctionner des flux de travail de production de haut-débit pour les produits chimiques liquides de phase. Deuxièmement, des composés avec l'activité biologique ne peuvent pas être produits et examinés simultanément utilisant le même procédé.

Le chemBIOS combinatoire de plate-forme de sur-frite neuve a pu changer tout cela. Le benz de Maximilian de scientifique de NÉCESSAIRE indique, « 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. »

La plate-forme de chemBIOS peut traiter ainsi chacune des trois composantes du processus de développement de médicament immédiatement : synthétisez une base de données des graisses dans un format de puce ADN utilisant les solvants organiques, employez les techniques de spectroscopie de masse pour caractériser tous dans un pas à pas, et puis vérifiez-les pour la bioactivité utilisant des solutions aqueuses. Après la synthèse, les graisses forment des lipoplexes, ou des composés acides lipide-nucléiques, qui peuvent être repris à l'usage de l'animal et des cellules humaines pour des essais biologiques. La frite de chemBIOS permet le transfert en pas à pas de toute la bibliothèque à partir de la plate-forme de solvant organique (pour la synthèse et la caractérisation) à la plate-forme de solution aqueuse (pour l'essai biologique de haut-débit) en les serrant.  De cette façon, dit le benz, la frite est employé « exécutent 75 réactions parallèles de trois-composante pour la synthèse d'une bibliothèque des lipides, c.-à-d. 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. »

Les avantages sont énormes. Elle a réduit le temps requis et emploie seulement des quantités minuscules de toutes les solutions, par comparaison avec la condition habituelle de plusieurs litres de réactif, de liquides dissolvants, et de suspensions de cellules. Elle permet aux examens critiques multiples de la même bibliothèque d'améliorer l'identification des coups.

Le chemBIOS est un favori pour le prix d'innovation de 2019 NEULAND attribué par le NÉCESSAIRE). Il semble que cette technologie de prix-gain pourrait aboutir le développement incroyablement rapide et peu coûteux de médicament si son potentiel est confirmé dans de futurs tests. Plus de travail est nécessaire pour des réactions concernant des températures élevées, des dérivés gazeux, des réactifs solides, ou ceux qui ont besoin strictement d'un environnement contrôlé. la purification de Haut-débit est une autre voie qui doit être explorée, mais la surface plane de la frite de chemBIOS favoriserait apparemment de telles méthodes.

Le benz la remonte toute : « 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. »

Journal reference:

Marrying chemistry with biology by combining on-chip solution-based combinatorial synthesis and cellular screening, Maximilian Benz, Mijanur R. Molla, Alexander Böser, Alisa Rosenfeld & Pavel A. Levkin, Nature Communicationsvolume 10, Article number: 2879 (2019), 10.1038/s41467-019-10685-0
ID, https://www.nature.com/articles/s41467-019-10685-0

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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