Un facteur majeur qui détermine l'efficacité d'un médicament est la structure que ses molécules forment à l'état solide. Des structures modifiées peuvent entraîner que les pilules cessent de fonctionner correctement et deviennent donc inutiles.

Une coopération internationale

Une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université du Luxembourg en collaboration avec l'Université de Princeton, L'Université de Cornell, et Avant-garde Materials Simulation GmbH, a développé une nouvelle méthode pour calculer et prédire comment les molécules médicamenteuses dans les cristaux moléculaires s'arrangent dans des conditions énergétiques changeantes. Pour les entreprises pharmaceutiques, cette approche pourrait être utilisée pour éviter des échecs de développement coûteux, erreurs de fabrication, et les litiges potentiels.

Des changements mineurs dans les conditions de production peuvent affecter l'efficacité du médicament

La majorité des médicaments étant commercialisés à l'état solide, par exemple sous forme de pilules, les fabricants doivent s'assurer qu'ils fonctionnent correctement et libèrent les agents pharmaceutiques à la dose requise. "Autrefois, il y a eu plusieurs scandales dans l'industrie pharmaceutique, quand les entreprises avaient identifié une molécule qui fonctionnait, l'a commercialisé, puis, parfois des années plus tard, en raison de changements mineurs dans les conditions de production, la formulation du médicament a cessé d'être efficace, " explique le Pr Alexandre Tkatchenko de l'Unité de Recherche en Physique et Science des Matériaux de l'Université du Luxembourg, l'auteur principal de l'article résultant qui a été publié dans Avancées scientifiques . Par conséquent, certains médicaments ont dû être reformulés et retirés du marché pendant une longue période.

Dans la plupart des cas, la raison de ces propriétés modifiées réside dans les interactions entre les molécules. A l'état solide, les molécules s'organisent en structures cristallines stabilisées par une variété d'interactions intermoléculaires. Comme les molécules sont très flexibles, ils peuvent former de nombreux arrangements différents avec des propriétés physiques et chimiques différentes. "Pour le prédire, les sociétés pharmaceutiques s'appuient généralement sur des « essais et erreurs » dans les expériences de cristallisation. Cependant, de façon réaliste, vous ne pouvez pas étudier expérimentalement toutes les formes possibles, car on ne sait jamais ce qui va changer dans les conditions expérimentales. Les possibilités sont exponentielles, " explique le Pr Robert DiStasio, un co-auteur de l'étude de l'Université Cornell.

Des calculs prédictifs pour remplacer les études empiriques

Afin de pouvoir remplacer ces expériences par des calculs prédictifs, les chercheurs se sont associés à la société Avantgarde Materials Simulation qui fournit des services aux sociétés pharmaceutiques pour prédire les structures cristallines des solides organiques. Ensemble, ils ont développé une méthode qui leur permet de calculer comment l'énergie de différents solides change en fonction de leur structure. "La nouvelle approche améliore la précision du classement énergétique à un coût de calcul acceptable. Elle changera la façon dont la prédiction de la structure cristalline est utilisée dans l'industrie pharmaceutique, " commente le Dr Marcus Neumann, fondateur et PDG d'Avant-garde Materials Simulation GmbH.

Pour le futur, les auteurs prévoient de développer davantage la méthode et de la combiner avec l'apprentissage automatique afin d'augmenter l'efficacité de calcul.