Nouvelles méthodes de tests de molécules pour élaborer des médicaments grâce au Carnot MICA

03 2020
Les Carnot préparent le futur

Lorsqu’une biomolécule impliquée dans le développement d’une pathologie connue est identifiée, l’industrie pharmaceutique effectue des batteries de tests pour trouver une molécule chimique qui pourra la soigner/neutraliser. Parmi ces tests, le « criblage » à haut débit consiste à étudier l’interaction entre la biomolécule responsable et des millions de molécules chimiques répertoriées dans une « chimiothèque », pour détecter celles d’entre elles qui pourraient être candidates dans l’élaboration d’un nouveau médicament. 

Alors que cette technique de tests est aujourd’hui validée et largement utilisée dans l’industrie pharmaceutique, les chercheurs de l’IPCMS, composante du Carnot MICA, ont réussi à mettre en œuvre une autre méthode, plus fiable. Plutôt que de mesurer l’intensité de fluorescence, ils ont choisi de mesurer la durée de vie de la fluorescence. L’intérêt principal de cette méthode est qu’elle lève le problème de l’incertitude de la concentration dans la solution. 

La mesure de la durée de vie de fluorescence va prouver l’interaction, indépendamment d’une variation de concentration de molécule dans les différentes solutions à tester. La mesure de l’intensité de fluorescence entraîne de nombreux faux positifs ou faux négatifs dans les cas où les concentrations de molécules sont mal contrôlées. Par exemple, les molécules exprimées par des cellules pour des tests « in cellulo ». Cette nouvelle méthode plus fiable réduira ces taux d’erreurs. Le bénéfice : un nombre de criblages successifs limité, donc un gain de temps et des coûts logiquement réduits pour ces campagnes de criblage qui peuvent durer des mois.

Vers un prototype

La méthode fonctionne, et pourtant, son développement dans l’industrie pharmaceutique reste à faire. L’efficacité et la sensibilité de la mesure de la durée de vie n’est plus à prouver. Mais il reste à démontrer que la vitesse d’acquisition est comparable à la méthode actuelle, plus simple à mettre en œuvre. Pour arriver et même dépasser les cadences des criblages classiques, les chercheurs de l’IPCMS (Carnot MICA) ont développé un prototype mêlant micro fluidique et microélectronique. Cette fois-ci, les molécules sont placées dans des puces micro fluidiques produisant efficacement des microgouttes. Chacune constitue un réservoir environ 10000 fois plus petit qu’un micro puits. Ces microgouttes peuvent être manipulées dans les puces micro fluidiques à des débits bien plus élevés que les plaques de micro puits. Un transfert sur les lignes de tests actuels serait largement envisageable.

Grâce aux avancées technologiques en microélectronique, le dispositif de mesure de durée de vie de fluorescence est totalement adapté pour l’intégration et la production industrielle, avec un coût de production réduit, largement compressible avec la quantité produite.

La possibilité de remplacer une mesure d’intensité par une mesure de durée de vie de fluorescence, dans des conditions de débits très élevés et avec une sensibilité maximale, devrait amener l’industrie pharmaceutiques à créer de nouveaux protocoles biochimiques de tests de molécules. Ces protocoles permettront par exemple de tester les interactions moléculaires directement dans les cellules, pour développer plus efficacement les médicaments de demain.