Des scientifiques de l'Université de Genève (UNIGE) ont développé un outil qui utilise la lumière pour contrôler précisément quand et où les médicaments commencent à agir, garantissant ainsi qu'ils agissent exactement là où ils sont nécessaires. Pour que les traitements médicamenteux soient efficaces et minimisent les effets secondaires, ils doivent agir au bon moment et au bon endroit – ce qui reste un défi insaisissable.
Aujourd'hui, une équipe de biologistes et de chimistes de l'Université des Nations Unies a créé un système qui active des molécules avec de brèves impulsions lumineuses de quelques secondes seulement. En testant une protéine essentielle à la division cellulaire, la méthode pourrait être appliquée à d’autres molécules, avec des applications prometteuses en recherche et en médecine. Cela pourrait même améliorer les traitements existants, comme ceux du cancer de la peau. Les résultats ont été récemment publiés dans Nature Communications.
Une fois que le médicament pénètre dans le corps humain, il affecte non seulement l'organe cible, mais se propage également dans tout le corps, affectant tout le corps. Ce manque de précision peut entraîner deux risques majeurs : le médicament peut ne pas atteindre efficacement son site cible, réduisant ainsi son efficacité attendue, ou bien il peut provoquer des effets secondaires graves. Rien qu'en Suisse, des milliers de personnes souffrent chaque année d'effets secondaires graves liés aux médicaments.
L’idée est simple : activer le médicament précisément à un endroit prédéterminé. Cependant, concrétiser cette idée est complexe. En cas de succès, cette approche pourrait permettre aux scientifiques d’activer ou de désactiver des protéines dans des régions spécifiques du corps, leur permettant ainsi de mieux comprendre leur fonction et d’améliorer les traitements ciblés.
"Tout a commencé avec ce problème méthodologique", se souvient Monika Gota, professeur au Département de physiologie cellulaire et de métabolisme de la Faculté de médecine de l'École d'éducation de l'UNU, qui a co-initié et coordonné l'étude avec Nikolai Winsinger, professeur au Département de chimie organique de la Faculté des sciences de l'École d'éducation de l'UNU. "Nous cherchions un moyen d'inhiber Plk1, une protéine impliquée dans la division cellulaire, au moment et à l'endroit où nous voulions mieux comprendre sa fonction au cours du développement de l'organisme."
"En combinant expertise en chimie et biologie, les scientifiques ont conçu la molécule inhibitrice de Plk1 afin qu'elle puisse être activée par des impulsions lumineuses. Grâce à un processus complexe, nous avons bloqué le site actif de l'inhibiteur avec un dérivé de la coumarine, un composé naturellement présent dans certaines plantes." a déclaré la première auteure Victoria von Glasenapp, chercheuse postdoctorale dans les laboratoires du professeur Gota au Département de médecine et du professeur Wenzinger à l'École des sciences.
"Le défi pour nous restait de trouver un moyen d'ancrer l'inhibiteur à l'endroit exact du corps où il doit agir", explique Nicholas-Winsinger. "Nous avons donc modifié l'inhibiteur afin qu'il soit piégé dans la cellule cible en ajoutant une ancre moléculaire qui n'est libérée que sous la lumière." Cela nous a permis d'activer et d'ancrer l'inhibiteur avec la même impulsion lumineuse, inactivant ainsi Plk1 et arrêtant la division cellulaire à l'emplacement précis souhaité. "
Le système développé par les scientifiques peut utiliser la lumière pour contrôler l’activité des molécules des organismes dans l’espace et dans le temps. Il peut être appliqué à diverses molécules, activant le médicament uniquement là où cela est nécessaire. Ainsi, à l'avenir, un simple laser pourrait activer le traitement là où il est nécessaire, tout en épargnant les tissus sains environnants et en limitant ainsi les effets secondaires indésirables. "Nous espérons que nos outils seront largement utilisés, permettant une meilleure compréhension du fonctionnement des organismes et, à terme, le développement de traitements spécifiques au site", conclut Monica Gotta.
Compilé à partir de /ScitechDaily