Médicaments à petites molécules

Un comptage précis des cellules à chaque étape du processus pour des résultats fiables

Les médicaments à petites molécules (SMD) ou pharmaceutiques sont développés pour interagir avec des molécules plus grosses au sein de la cellule, par exemple avec des récepteurs. Lorsqu’ils servent d’activateurs, d’inhibiteurs ou de modérateurs des voies de signalisation cellulaire, les SMD peuvent être utilisés pour réguler les événements du cycle cellulaire et améliorer le pronostic du patient.

Qu’ils soient dérivés de composés biologiques ou de synthèse, les SMD sont utilisés de multiples façons dans le traitement et la prévention des maladies. Une approche plus récente consiste à développer des SMD pour s’adapter à chaque patient en fonction de l’évolution de sa maladie. Cette approche est connue sous le nom de médecine personnalisée ou de précision et teste les médicaments individuellement sur les cellules du patient. Les médicaments de précision constituent un traitement important lorsque la maladie est causée par différentes mutations génétiques avec la même présentation phénotypique, par exemple la fibrose kystique 1,2, ou lorsque la constitution génétique de la maladie change avec le temps, par exemple dans le cas du cancer 3,4,5.

Pour rendre les SMD plus efficaces, ils sont souvent administrés in vivo sous forme de médicament à petites molécules conjugué (SMDC) où une petite molécule se lie à un ligand. Cela garantit une meilleure stabilité du SMD (par exemple, dans la circulation sanguine) et une liaison très forte avec la cellule cible dans laquelle la molécule est libérée afin qu’elle agisse 6. Une autre façon de délivrer des médicaments consiste à utiliser des conjugués anticorps-médicaments (ADC), méthode désormais très utilisée dans le cadre du développement de la médecine de précision pour les traitements de certaines pathologies comme le cancer. Plus récemment, des nanoparticules de silice mésoporeuse (MSN) ont commencé a être utilisées en vertu de leur biocompatibilité et pour la délivrance d’agents thérapeutiques en tant qu’outil de ciblage cellulaire7.

Une pipette injecte un fluide transparent dans une plaque de 384 puits pour la recherche

La découverte de médicaments à petites molécules repose sur des systèmes de dépistage rigoureux

La première étape du développement de SMD consiste à synthétiser des médicaments susceptibles d’agir sur la maladie/trouble d’intérêt et cela sur la base d’études spécifiques de bioinformatique et des interactions structurelles drogues–protéines8. Ensuite, il est important d’avoir/d’utiliser un système de dépistage efficace pour tester plusieurs médicaments candidats en utilisant des plaques de microtitration pour un criblage à grande échelle. Puisque cette méthode oblige à travailler avec de très petits volumes, un contrôle rigoureux de la densité d’ensemencement cellulaire est un paramètre crucial pour réussir le test et limiter la variation des résultats du dépistage.

Souvent, en fonction de la maladie ciblée, un seul dépistage quantitatif est effectué pour déterminer l’efficacité du médicament dans un test fonctionnel. Par exemple, le gonflement des organoïdes du colon induit par la forskoline a été utilisé pour tester chaque patient atteint de fibrose kystique aux Pays-Bas afin de développer des médicaments personnalisés et leur fournir de meilleurs résultats thérapeutiques à l’échelle nationale 9.

Puis, plusieurs tests qualitatifs sont utiles pour déterminer une gamme de concentrations pour tester le médicament dans les études futures, et cela afin de s’assurer que les doses sont efficaces et comportent le moins d’effets secondaires indésirables. Lorsque l’on a seulement quelques médicaments candidats, l’étape suivante nécessite des tests sur les animaux, et une fois identifié le médicament candidat, les essais cliniques peuvent commencer.

Pourquoi le comptage cellulaire est-il important lors du criblage de médicaments ?

Lors de l’inoculation de cellules dans les cultures cellulaires adhérentes et pour le dépistage avec plaque de criblage à grande échelle, il est important de disposer du nombre précis de cellules dans chaque préparation pour obtenir des résultats fiables. Pour y parvenir, une méthode fiable de comptage cellulaire sans biais d’utilisateur est souhaitable. Le compteur de cellules automatisé NucleoCounter® NC-202™ vous permet de réaliser le comptage cellulaire en 30 secondes et une mesure de viabilité fiable avec la plus faible variation que les instruments disponibles sur le marché puissent vous offrir.

Le NC-202™ est conforme aux GMP (et à la norme 21 CFR Part 11) et est simple à utiliser. Cela facilite la mise à l’échelle du procédé et le transfert de la technologie à des fins de développement. L’instrument ne nécessite pas d’être calibré, mis au point ni réglé, et donne des résultats cohérents d’un instrument, d’un utilisateur et d’un site à un autre.

La Via2-Cassette™ unique vous fournit une solution tout en un pour le pipetage, la coloration et le chargement d’échantillons dans l’instrument et vous permet d’éliminer les erreurs humaines dans le comptage des cellules. Il ne contient pas de pipette, n’est pas exposé à des réactifs (toxiques) et ne requiert qu’un nettoyage minimal, ce qui fait du système NucleoCounter® une option très sûre et facile à utiliser.

Tests fonctionnels pour les potentiels médicaments anticancéreux

Lors de la présélection de médicaments candidats, il est important d’utiliser une méthode rapide et fiable pour discerner ceux qui fonctionnent bien et ceux qui ne fonctionnent pas. Le NucleoCounter® NC-3000™ est livré avec plusieurs tests de dépistage de cellules cancéreuses, y compris une analyse du cycle cellulaire de deux minutes, un test d’activité des caspases 3/7, 8 et 9 (apoptose), un test de vitalité cellulaire (état redox du glutathion) et plusieurs autres. Le test FlexiCyte™ permet de configurer un test défini par l’utilisateur pour tester jusqu’à huit échantillons à la fois en quelques minutes.

Puisque c’est un instrument conforme GMP / 21 CFR Part 11, le NC-3000™ peut être utilisé dans le développement et la production des médicaments, ainsi que dans la validation CQ des lots de production.

Références

  1. G Berkers, R v/d Meer, H Heijerman et al.: Lumacaftor/ivacaftor in people with cystic fibrosis with an A455E-CFTR mutation J Cyst Fibros. 2020; 25;S1569-1993(20)30910-3.
  2. C Hine, P Nagakumar and M Desai: Small molecule drugs in cystic fibrosis. Arch Dis Child Educ Pract Ed. 2020; 19;edpract-2020-319009. Online print.
  3. M Barok, M Puhka, N Yazdi et al.: Extracellular vesicles as modifiers of antibody-drug conjugate efficacy. Barok: J Extracell Vesicles. 2021; 10(4):e12070.
  4. T Jiang, G Wang, Y Liu et al.: Development of small-molecule tropomyosin receptor kinase (TRK) inhibitors for NTRK fusion cancers. Acta Pharm Sin B. 2021; 11(2):355-372.
  5. Y Chen, Z Li, X Chen et al.: Long non-coding RNAs: From disease code to drug role. Acta Pharm Sin B. 2021; 11(2):340-354.
  6. C Zhuang, X Guan, H Ma et al.: Small molecule-drug conjugates: A novel strategy for cancer-targeted treatment. Eur J Med Chem. 2019; 163:883-895.
  7. S Stephen, B Gorain, H Choudhury et al.: Exploring the role of mesoporous silica nanoparticle in the development of novel drug delivery systems. Drug Deliv Transl Res. 2021; Online ahead of print.
  8. S Yuan, Y-Q Luo et al.: New drug approvals for 2020: Synthesis and clinical applications. Eur J Med Chem. 2021; 12;215:113284.
  9. AM Vonk, P van Mourik, AS Ramalho et al: Protocol for Application, Standardization and Validation of the Forskolin-Induced Swelling Assay in Cystic Fibrosis Human Colon Organoids. STAR Protocols 1, 100019. 2020; Open access.

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