De nombreux produits pharmaceutiques potentiels échouent lors des essais cliniques, mais grâce à de nouvelles recherches de l'Université de l'Illinois, des molécules biologiques autrefois envisagées pour le traitement du cancer sont maintenant réutilisées en tant que semi-conducteurs organiques pour une utilisation dans des capteurs chimiques et des transistors.

Les chercheurs rapportent leurs découvertes dans la revue Communication Nature .

Les semi-conducteurs organiques sont responsables de choses comme l'électronique flexible et les cellules solaires transparentes, mais les chercheurs s'efforcent d'étendre leur utilisation en biomédecine et dans les dispositifs qui nécessitent une interaction entre des molécules électriquement actives et des molécules biologiques.

La professeure de génie chimique et biomoléculaire Ying Diao a déclaré qu'elle était surprise lorsque les deux axes de sa recherche - le développement pharmaceutique et l'électronique imprimable - ont fusionné dans son laboratoire avec la découverte de caractéristiques semi-conductrices dans une molécule bioactive bien étudiée. La molécule, qui s'insère dans l'ADN pour empêcher la réplication, a déjà été exploré comme un agent anticancéreux potentiel.

« Cette convergence de mes deux domaines de recherche était totalement inattendue, " dit Diao. " En examinant ces molécules pharmaceutiques, nous avons remarqué que leurs structures moléculaires ressemblaient beaucoup aux semi-conducteurs organiques avec lesquels nous travaillions dans le reste de mon groupe."

Ces molécules, appelés inhibiteurs de l'ADN topoisomérase, sont plats et contiennent des colonnes soigneusement empilées d'anneaux moléculaires électriquement conducteurs, des caractéristiques qui font un bon semi-conducteur. Distinct d'un semi-conducteur typique, ces colonnes moléculaires sont reliées entre elles par des liaisons hydrogène qui peuvent déplacer des charges de colonne en colonne, former des ponts qui transforment l'ensemble de l'assemblage moléculaire en un semi-conducteur - quelque chose de rarement vu avant cette étude, les chercheurs ont dit.

"Ces molécules peuvent interagir avec du matériel biologique avec une grande spécificité, ce qui en fait de bons candidats pour une utilisation dans les biocapteurs, " Diao a déclaré. "Ils sont également facilement imprimables mais nécessiteront de nouveaux solvants car ils sont chimiquement différents des autres semi-conducteurs organiques. L'infrastructure de fabrication est déjà en place."

L'équipe a imprimé et testé les semi-conducteurs et reconnaît que leur efficacité et leurs performances doivent être améliorées. Diao a déclaré que la véritable excitation concernant cette avancée viendra de la possibilité de découvrir des molécules similaires.

« Nous envisageons un partenariat avec des chercheurs en apprentissage automatique qui peuvent entraîner des ordinateurs à repérer les caractéristiques uniques de ces molécules, " a déclaré Diao. "Ils peuvent exploiter les vastes bases de données pharmaceutiques disponibles aujourd'hui à la recherche de molécules ayant des propriétés similaires, ou peut-être même de meilleures propriétés semi-conductrices."