Génomique traditionnelle, les méthodes de dépistage protéomique et autres actuellement utilisées pour caractériser les mécanismes médicamenteux prennent du temps et nécessitent un équipement spécial, mais maintenant, des chercheurs dirigés par le chimiste Vincent Rotello de l'Université du Massachusetts à Amherst proposent une méthode de capteur multicanal utilisant des nanoparticules d'or qui peuvent profiler avec précision divers médicaments anticancéreux et leurs mécanismes en quelques minutes.

Comme Rotello et son doctorant Le Ngoc, l'un des auteurs principaux, Explique, découvrir un nouveau médicament pour toute maladie, les chercheurs doivent cribler des milliards de composés, ce qui peut prendre des mois. L'une des clés supplémentaires pour mettre un nouveau médicament sur le marché, ils ajoutent, est d'identifier comment cela fonctionne, son mécanisme chimique. « La détermination rapide du mécanisme du médicament rationaliserait considérablement le processus de découverte de médicaments, ouvrir le pipeline de nouvelles thérapeutiques, " dit Ngoc.

Elle ajoute, "Les médicaments avec des mécanismes différents provoquent des changements dans la surface des cellules qui peuvent être lus à l'aide du nouveau système de capteurs. Nous avons constaté que chaque mécanisme médicamenteux générait un modèle unique, et nous avons utilisé ces différences de surface cellulaire pour profiler rapidement différents mécanismes médicamenteux. » Les détails de ce travail apparaissent dans le numéro actuel de Nature Nanotechnologie .

Pour accélérer le dépistage des médicaments, l'équipe de recherche, qui, en plus des chimistes, comprend un scientifique cognitif de l'UMass Amherst et un scientifique des matériaux de l'Imperial College, Londres, développé un nouveau, approche basée sur la signature utilisant un système de capteur de nanoparticules d'or et trois protéines étiquetées différemment par couleur :bleu, vert et rouge. L'utilisation d'une nanoparticule conçue et de trois protéines fluorescentes fournit « un capteur à trois canaux qui peut être entraîné pour détecter des changements subtils dans les propriétés de la surface cellulaire, ", notent les auteurs.

Les modifications de la surface cellulaire induites par les médicaments déclenchent l'activation simultanée de différents ensembles de protéines fluorescentes, offrant des modèles qui identifient des mécanismes de mort cellulaire spécifiques. Le nouveau nanocapteur est généralisable à différents types de cellules et ne nécessite pas d'étapes de traitement avant l'analyse. Donc, il offre un simple, moyen efficace d'accélérer la recherche dans la découverte de médicaments, toxicologie et détection cellulaire, ajoutent les chercheurs.

Certains criblages de médicaments basés sur des signatures utilisant des biomarqueurs traditionnels existent aujourd'hui, mais cela nécessite un traitement cellulaire en plusieurs étapes et un équipement spécial, limitant son utilité, soulignent les auteurs. Avec leurs trois canaux, plate-forme de capteur de nanoparticules d'or, Rotello et ses collègues résolvent ces défis et améliorent la précision. Plus loin, ils disent, "la sortie riche en informations permet la détermination d'un mécanisme chimiothérapeutique à partir d'une seule mesure, fournir des réponses beaucoup plus rapidement (en minutes) que les méthodes actuelles, à l'aide d'instruments de laboratoire standard."

Cette invention pourrait avoir un impact potentiel substantiel sur le pipeline de découverte de médicaments, dit Ngoc. "Le capteur est non seulement capable de profiler les mécanismes de médicaments individuels, mais également de déterminer les mécanismes de mélanges de médicaments, C'est, les « cocktails » de médicaments qui sont un outil émergent avec de nombreuses thérapies, " Elle ajoute.

Rotello souligne, « Bien que nous ayons une bonne connaissance des médicaments individuels, nous avons encore beaucoup à apprendre sur les mécanismes des thérapies combinées. En plus du dépistage des médicaments, la simplicité et la rapidité de cette technologie habilitante promettent d'accélérer considérablement la recherche de traitements efficaces contre le cancer, et constitue un pas en avant dans des domaines tels que la toxicologie, où la sécurité de milliers de produits chimiques non classés doit être évaluée.

Les chercheurs soulignent que leur nouveau système de capteurs offre « une voie potentielle à suivre pour la toxicologie, fournissant une méthode viable pour classer les dizaines de milliers de produits chimiques commerciaux pour lesquels aucune donnée n'est disponible.