Le cuivre métallique n'est pas étranger à la médecine, ayant été utilisé dans de nombreuses innovations, notamment des nanoparticules et des implants anti-infectieux. Cependant, certains chimistes de l'UCLA n'ont pas encore utilisé le cuivre de cette manière, ouvrant la voie à une production de médicaments plus simple et moins coûteuse à l'avenir.

En utilisant l’ozone (un type d’oxygène) comme réactif et les métaux comme catalyseurs, les scientifiques ont pu briser les liaisons carbone-carbone de différents types de molécules organiques. L'ozone brise les liaisons carbone-carbone en hydrocarbures (appelés alcènes) et le catalyseur au cuivre combine les liaisons carbone-carbone rompues avec l'azote pour former des liaisons carbone-azote, ou des molécules appelées amines. Le processus, connu sous le nom d’aminodésalkénation, tire parti d’un métal abondant et bon marché plutôt que d’autres catalyseurs similaires traditionnellement utilisés pour développer des amines.

Ohyun Kwon, professeur de chimie organique, a déclaré : "Cela n'a jamais été fait auparavant. La catalyse métallique traditionnelle utilise des métaux coûteux tels que le platine, l'argent, l'or et le palladium, ainsi que d'autres métaux précieux tels que le rhodium, le ruthénium et l'iridium. Mais nous utilisons de l'oxygène et du cuivre, qui sont parmi les métaux de base les plus abondants au monde."

Les amines ont de fortes interactions avec les molécules des plantes et des animaux et sont donc largement utilisées dans la production de produits chimiques agricoles tels que les produits pharmaceutiques et les engrais. Et comme leur nom l’indique, les amphétamines et la dopamine sont aussi des amines. Grâce à cette combinaison polyvalente, l’équipe a pu modifier des hormones, des réactifs pharmaceutiques, des peptides et des nucléosides en amines, indiquant que cette nouvelle approche a de larges perspectives d’application.

Pour Kwon, cependant, son principal attrait réside peut-être dans sa capacité à produire des médicaments moins chers. Alors que les produits chimiques utilisés dans certains médicaments contre le cancer coûtent aux sociétés pharmaceutiques 3 200 dollars le gramme, les chercheurs peuvent produire les mêmes molécules médicamenteuses en utilisant des produits chimiques qui coûtent environ 3 dollars le gramme.

L’équipe a produit l’inhibiteur anticancéreux de la kinase N-terminale c-Jun en utilisant seulement trois étapes chimiques, contre une douzaine d’étapes actuellement requises.

Dans une autre expérience, la méthode a converti l'adénosine, un neurotransmetteur et un élément constitutif de l'ADN qui coûte moins de 10 cents le gramme, en N6-méthyladénosylamine en une seule étape. Cette amine joue un rôle important dans le contrôle de l’expression des gènes cellulaires, des processus pathologiques et du développement. Actuellement, son coût de production est d'environ 103 $ le gramme.

Étant donné que le cuivre est actuellement abondant et coûte moins de 4 dollars la livre, les scientifiques espèrent que cette nouvelle approche ouvrira un marché plus abordable pour une variété de médicaments aminés et d’autres matières organiques.

La recherche a été publiée dans la revue Science.