Un outil numérique de pointe qui le rendra moins cher, plus sûr et plus rapide pour les sociétés pharmaceutiques pour prédire la stabilité des protéines - une étape vitale dans le développement de nouveaux médicaments - est en cours de déploiement par des scientifiques de l'Université de Bath au Royaume-Uni par le biais de leur entreprise dérivée, BLOC Labs.

L'outil, lancé cette semaine, aidera les chercheurs à identifier les molécules protéiques les plus prometteuses pour le développement de médicaments. Il a le potentiel de jouer un rôle important dans la création d'anticorps monoclonaux (mAbs). Le marché de ces anticorps thérapeutiques représente plus de 70 milliards de livres sterling.

Les anticorps monoclonaux sont un type de protéine dérivé d'anticorps naturels, puis raffinés et produits en masse en laboratoire. Ils transforment progressivement la façon dont nous traitons et prévenons les maladies, du cancer et des affections affectant le système immunitaire aux infections virales. La pandémie de coronavirus a suscité un intérêt particulier pour les AcM, comme un certain nombre de protéines candidates sont très prometteuses en tant que thérapies pour traiter le COVID-19, et sont actuellement testés chez l'homme.

La stabilité est la clé

Seuls les mAb connus pour être stables (c'est-à-dire, ils ne se décomposent pas facilement et ne s'agglutinent pas pour former des composés toxiques) sont propices au développement, et trouver un candidat stable augmente considérablement le coût et le temps de recherche de nouveaux médicaments.

Jusqu'à maintenant, le processus de détermination de la stabilité des protéines a été un gros casse-tête pour les sociétés pharmaceutiques, avec des chercheurs testant de vastes bibliothèques de molécules dans leur recherche de protéines aux propriétés médicinales. Cependant, l'outil développé à Bath - appelé Quantitative Understanding of Bio-molecular Edge-Shift (QUBES) - est capable de prédire la stabilité des protéines avec une vitesse et une précision surprenantes.

Dr Chris Pudney du Département de biologie et de biochimie de l'Université et développeur de QUBES, a déclaré :« Nous sommes vraiment enthousiasmés par le potentiel de QUBES car il peut être utilisé immédiatement dans l'industrie biopharmaceutique en matière d'assurance qualité, formulation et développement."

Il a ajouté :« Les protéines sont notoirement instables pour une bonne raison :le corps veut les recycler en permanence. Mais avec un produit thérapeutique, vous avez besoin de stabilité - si une protéine se décompose et s'agrège, ça devient toxique. Trouver des protéines stables est extrêmement coûteux pour les sociétés pharmaceutiques, mais utiliser notre outil pour trouver la meilleure molécule possible réduira considérablement le temps et le coût de développement."

Empreinte digitale Qubes

QUBES fonctionne en permettant aux chercheurs de « prendre les empreintes digitales » avec précision de la structure d'une protéine et de prédire la stabilité dans presque toutes les conditions de concentration ou de formulation. La technique utilise la fluorescence pour cartographier la structure des protéines, puis applique un algorithme mathématique, en fonction de la position et du type des atomes de la protéine, pour calculer la stabilité. Grâce à une suite logicielle en ligne, également développée à Bath, les laboratoires peuvent interpréter leurs données fluorescentes de n'importe où dans le monde, en utilisant l'équipement trouvé dans la plupart des laboratoires de biochimie sans modifications.

Élaborer sur la technique de prise d'empreintes digitales, Le Dr Pudney a déclaré :« Les protéines contiennent du tryptophane, un acide aminé qui émet une lumière fluorescente. Chaque molécule de protéine a une signature fluorescente unique, et QUBES exploite ce phénomène optique, appliquer des techniques mathématiques pour analyser et interpréter la fluorescence.

"La suite logicielle prend ce travail académique et le rend incroyablement facile à utiliser pour les gens. Vous pouvez l'exécuter sur n'importe quelle machine, même sur votre téléphone mobile. C'est ultra-rapide et ultra-facile, et il offre un niveau de sécurité incroyablement élevé - en fait, nous avons un niveau de sécurité qui est normalement réservé au secteur des services financiers."

Ce qui distingue QUBES de ses concurrents, c'est la qualité de ses lectures et son extrême flexibilité. Le Dr Pudney explique :« Non seulement notre approche est plus rapide, plus précis et plus sensible que n'importe quoi d'autre sur le marché, mais il peut également prédire la stabilité à n'importe quelle concentration et dans n'importe quelle formulation, contrairement à d'autres outils sur le marché, qui nécessitent des conditions définies.

L'équipe du Dr Pudney a récemment mené une étude de validation de la technologie QUBES avec le National Physical Laboratory (NPL) dans le cadre du programme "Measurement for Recovery Scheme" soutenu par le gouvernement, qui fournit une validation indépendante de la technologie par la principale installation analytique du pays.

Dr Alex Jones, qui a dirigé l'étude au NPL, a déclaré:"Nous avons testé l'approche QUBES à l'aide d'une gamme de méthodologies analytiques et avons constaté qu'elle suit les changements subtils de la structure et de la stabilité des protéines avec une sensibilité remarquable par rapport aux méthodologies établies. L'approche est rapide et simple à mettre en œuvre. "

La recherche est publiée dans le Journal biochimique et le logiciel QUBES est disponible pour un essai commercial via BLOC Laboratories Ltd :www.bloclaboratories.com .