Contrôler plus précisément l'effet des médicaments
Une équipe internationale de chercheurs en pharmacie et en chimie met au point un œstrogène qui peut être activé ou désactivé.
Effets secondaires indésirables dans l'organisme, résistance aux médicaments ou résidus nocifs pour l'environnement - les médicaments ne se contentent pas de guérir les maladies ou de soulager la douleur, mais peuvent également avoir des effets négatifs sur les personnes ou l'environnement. Ces effets pourraient être réduits par des composés médicaux qui ne sont actifs que sur le site de la maladie dans le corps. Une équipe de recherche du département de pharmacie et de chimie de l'université de Kiel (CAU), en collaboration avec des collègues de Barcelone et de Glasgow, a réussi à mettre au point un œstrogène qui peut être activé spécifiquement par la lumière. De cette manière, l'effet biologique de l'hormone sexuelle peut être limité à une zone nettement plus petite qu'une cellule. L'équipe de recherche a récemment publié ses résultats dans le Journal of the American Chemical Society.
Représentation informatique de la diazocine (marron) et de l'estradiol (bleu clair) liés dans le récepteur.
© Herges/Peifer
Les résidus d'hormones polluent les eaux usées
Les œstrogènes artificiels sont également utilisés comme médicaments, par exemple dans les contraceptifs hormonaux, pour le traitement du cancer du sein ou contre les symptômes de la ménopause. S'ils se retrouvent dans les eaux usées, cela peut affecter l'équilibre hormonal des poissons et d'autres organismes, par exemple, et finalement mettre en danger leur fertilité. "Les risques tels que les résidus de médicaments dans les eaux potables ou usées sont connus depuis longtemps. Un autre problème lié à l'application de médicaments est l'endommagement des tissus sains voisins, par exemple en cas de chimiothérapie. La photopharmacologie pourrait fournir de nouvelles approches à ce problème", explique Rainer Herges, professeur de chimie organique à l'UCA.
Ce domaine de recherche relativement nouveau consiste à développer des composés qui peuvent être spécifiquement activés et désactivés par la lumière à différentes longueurs d'onde - par exemple, directement sur le site d'une inflammation ou d'une tumeur dans le corps. La base de ces composés actifs est constituée par des molécules "commutables", telles que les diazocines. Elles changent de configuration et donc de propriétés lorsqu'elles sont exposées à certains stimuli externes.
Limiter les effets à une seule cellule pour la première fois
En collaboration avec Christian Peifer, professeur de chimie pharmaceutique à l'UCA, et des chercheurs des universités de Glasgow et de Ramon Llull à Barcelone, Rainer Herges a réussi à produire des molécules de diazocine dont l'effet est équivalent à celui des œstrogènes mais qui peuvent être activées et désactivées par la lumière.
Les molécules de diazocine présentent une très grande similitude structurelle avec l'œstrogène naturel qu'est l'estradiol. Cela leur permet de se fixer sur les récepteurs d'œstrogènes dans certains tissus de l'organisme et de déclencher des réactions. Lorsqu'elles sont exposées à une lumière bleue d'une longueur d'onde de 400 nanomètres, leur effet biologique est activé, et lorsqu'elles sont exposées à une lumière verte (530 nanomètres), leur effet biologique est désactivé. Sous sa forme activée, l'un des composés a un effet encore plus puissant que l'estradiol, qui est considéré comme le plus puissant des œstrogènes naturels.
Mais la véritable "star" de notre étude est une molécule qui perd immédiatement son activité après avoir quitté le récepteur d'œstrogènes. Elle n'est biologiquement active que lorsqu'elle est brièvement exposée à la lumière et simultanément liée au récepteur", souligne M. Herges. L'effet d'un composé peut ainsi être limité à une plage de taille nettement inférieure à celle d'une cellule. Les groupes de recherche ont ainsi mis au point un outil permettant d'étudier l'activité biologique d'un composé avec une résolution subcellulaire jusqu'alors inatteignable. "Il s'agit d'une étape importante dans la recherche photopharmacologique - nous avons déjà reçu des réactions très positives de la part de la communauté scientifique internationale", déclare M. Herges.
Des médicaments commutables par la lumière font déjà l'objet de tests précliniques
"La structure de base des nouvelles molécules pourrait convenir à la mise au point de médicaments photocommutables pour le traitement de l'ostéoporose et du cancer du sein", indique M. Peifer. D'autres projets portant sur des médicaments commutables par la lumière sont en préparation. Rainer Herges et d'autres chercheurs de Barcelone et de Kiel ont déjà publié une substance contrôlable par la lumière qui peut être utilisée pour contrôler l'activité de neurones individuels. Toutefois, il faudra probablement attendre plusieurs années avant que les médicaments contrôlables par la lumière ne soient utilisés dans la pratique clinique.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Julia Ewert, Linda Heintze, Mireia Jordà-Redondo, Jan-Simon von Glasenapp, Santi Nonell, Götz Bucher, Christian Peifer, and Rainer Herges; Photoswitchable Diazocine-Based Estrogen Receptor Agonists: Stabilization of the Active Form inside the Receptor; J. Am. Chem. Soc. 144, 15059−15071, 2022
Gisela Cabré et al.; Synthetic Photoswitchable Neurotransmitters Based on Bridged Azobenzenes; Org. Lett. 2019
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