Une méthode pour activer des médicaments ciblés, ou des drogues intelligentes, uniquement sur le site d'action sélectionné, une approche qui améliore l'effet thérapeutique du médicament et minimise les effets secondaires, a été développé dans une étude menée par la Georgia State University.

Médicaments intelligents, développé pour améliorer les problèmes de livraison de médicaments pharmaceutiques, sont comme des missiles guidés avec des ogives. Ils ont besoin d'une molécule de ciblage pour guider les molécules pharmaceutiques pharmaceutiques vers le site d'action souhaité et d'un déclencheur pour « lâcher la bombe » ou libérer ou activer le médicament. En termes de chimie, ces drogues intelligentes sont des conjugués, ou des liens, entre une molécule de ciblage et une molécule médicamenteuse.

Pour la plupart, la question de guider et d'enrichir ces médicaments intelligents vers le site d'action souhaité a été résolue. Un exemple est l'utilisation de conjugués anticorps-médicament, une classe émergente de traitement du cancer qui cible l'administration de médicaments aux cellules cancéreuses. Cependant, la question de savoir quand et comment déclencher la libération du médicament, en particulier à une concentration suffisamment élevée, a été une tâche difficile.

Cette étude introduit une nouvelle chimie et un nouveau concept pour permettre « l'activation déclenchée par l'enrichissement » de la molécule de médicament après avoir délivré le médicament intelligent au site d'action souhaité. L'étude a testé la doxorubicine, un médicament anticancéreux, et monoxyde de carbone, un agent anti-inflammatoire, à l'aide de cette méthode d'administration et a découvert que l'approche ciblée traitait efficacement des maladies telles que les lésions hépatiques aiguës chez la souris et le cancer en culture cellulaire. Les chercheurs ont lié le médicament actif à une molécule de ciblage, puis ont déclenché la libération du médicament au site d'action souhaité. Les résultats sont publiés dans la revue Chimie de la nature .

"L'idée générale est que nous avons une molécule de ciblage qui est conjuguée à une charge utile (molécule de médicament pharmaceutique), et entre les deux, il y a un éditeur de liens, " a déclaré le Dr Binghe Wang, Professeur de chimie des Regents et directeur du Center for Diagnostics &Therapeutics de l'État de Géorgie, un chercheur éminent de la Georgia Research Alliance en découverte de médicaments et un chercheur distingué du cancer de la Georgia Cancer Coalition. "L'objectif est d'enrichir la concentration du médicament sur le site d'action. Cela permet une concentration plus élevée du médicament sur le site d'action, mais minimise la concentration ailleurs. Essentiellement, c'est presque comme un missile guidé.

"Ce que nous avons développé est une approche appelée activation de promédicaments déclenchée par l'enrichissement. La plupart des autres approches chimiques reposent sur une sorte de chimie de liaison qui n'est pas assez spécifique ou il y a une libération prématurée dans la circulation générale. Ce que nous avons essentiellement est un moyen de contrôler libérer une fois que la concentration du médicament atteint un certain niveau. Disons que vous avez quelqu'un qui a un cancer de la prostate. Si la concentration du médicament dans la prostate peut être cent fois plus élevée que la concentration dans la circulation sanguine, il y a de fortes chances que vous puissiez probablement tuer toutes les cellules cancéreuses sans provoquer tous ces effets secondaires. »

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé cette approche ciblée d'administration de médicaments pour administrer du monoxyde de carbone à des souris et traiter des lésions hépatiques aiguës. Ils ont vu un effet très puissant, peut-être 10 à 30 fois plus efficace que l'administration traditionnelle de médicaments, a dit Wang. Ils ont également testé le médicament anticancéreux doxorubicine en culture cellulaire.

Ils ont découvert qu'il était nécessaire d'utiliser un lieur très stable pour connecter la molécule ciblée et le médicament actif afin que le lieur puisse rester stable lorsqu'il circule dans la circulation sanguine. Ils devaient également déclencher un mécanisme pour libérer le médicament à un site d'action souhaité.

"La conception de la chimie du linker a été très délicate, " a déclaré Wang. " Il y a eu beaucoup d'efforts à faire. Ce que nous avons est quelque chose de très unique dans le sens où nous avons conçu une approche qui n'est pas basée sur une chimie typique. Lorsque la concentration (de drogue) atteint un certain niveau, alors il commencera automatiquement à se libérer très rapidement."

Bien que l'approche d'administration ciblée de médicaments de cette étude ressemble à celle des conjugués anticorps-médicament, qui ciblent un anticorps (une protéine qui reconnaît les substances étrangères) à la surface des cellules cancéreuses, l'approche actuelle ne nécessite pas d'anticorps.

"Il existe de nombreuses autres molécules que l'on peut utiliser pour cibler différents types de tissus, organes ou sites malades, " a dit Wang.

Cette approche ne se limite pas non plus à la surface cellulaire, tel qu'utilisé dans l'administration de conjugués anticorps-médicament, parce que de petites molécules sont utilisées pour cibler et séparer le médicament de la molécule de ciblage.