Récemment, une étude dans le domaine de la chimie menée par une équipe de recherche de l’Université de Buffalo a apporté une méthode innovante présentant un grand potentiel à la recherche et au développement de médicaments. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue universitaire faisant autorité Science.
Dans le domaine de la chimie médicinale, la construction de molécules médicamenteuses complexes et tridimensionnelles constitue un défi de longue date. Alors que de simples molécules planaires fonctionnent parfois, des structures tridimensionnelles plus élaborées permettent souvent aux médicaments d'être adaptés plus précisément à des cibles spécifiques dans le corps, améliorant ainsi leur puissance et leur sélectivité. Cependant, afin d'augmenter la complexité de ces molécules, les méthodes de synthèse traditionnelles nécessitent souvent de multiples étapes de réaction chimique extrêmement fastidieuses et coûteuses, qui non seulement prennent du temps, mais peuvent également facilement conduire à des rendements réduits ou à des difficultés de purification.
L’équipe de recherche a développé une nouvelle technologie catalytique basée sur la lumière visible qui peut résoudre efficacement ce problème. Au cœur de la méthode se trouve l’utilisation de lumières LED bleues, similaires à celles que l’on trouve couramment dans les aquariums ou les jardins intérieurs, pour activer les catalyseurs photosensibles en solution. De cette manière, les chimistes peuvent modifier simultanément deux atomes de carbone adjacents dans une molécule en une seule étape.
Les matières premières de base de cette méthode sont des molécules contenant des liaisons carbone-halogène, qui sont des « outils chimiques » très basiques et polyvalents en chimie organique. Dans des conditions réactionnelles conventionnelles, ces réactions n’affectent généralement que les atomes de carbone eux-mêmes, mais la nouvelle méthode photocatalytique peut atteindre avec précision les atomes de carbone adjacents. Lorsque la lumière bleue active le catalyseur, les molécules de départ entrent dans un état intermédiaire hautement réactif, permettant aux chimistes d’introduire de nouveaux groupes d’atomes au cours de la même opération.
Les chercheurs appellent ces installations expérimentales des « boîtes Buffalo », qui permettent aux réactions de se dérouler dans un environnement relativement doux sous une exposition contrôlée à la lumière bleue. La lumière visible offre une alternative plus douce à la lumière ultraviolette, qui est couramment utilisée dans les réactions photochimiques mais peut endommager les composés organiques sensibles ou déclencher des réactions secondaires indésirables. Cette technologie évite non seulement les difficultés causées par l’augmentation directe de la température du mélange, mais ouvre également une nouvelle voie de réaction chimique grâce au transfert d’énergie lumineuse.
Le Dr Patricia Z. Musacchio, professeur adjoint au Département de chimie de l'Université de Buffalo et auteur correspondant de l'article, a déclaré que cette technologie élargit la capacité des chimistes à utiliser les outils de synthèse organique traditionnels grâce à la lumière visible et devrait accélérer le développement de médicaments. Le Dr Jennifer Hirschi, professeur agrégé à l'Université de Binghamton et autre auteur correspondant de l'étude, a également souligné que dans le développement de médicaments, il est crucial de réaliser davantage de modifications moléculaires en moins d'étapes, car cela est directement lié à l'efficacité de la production intermédiaire, de l'isolement et des tests.
Actuellement, l’équipe de recherche envisage de coopérer avec des sociétés pharmaceutiques pour explorer davantage l’opportunité de cette réaction dans la synthèse de candidats médicaments spécifiques. À l’avenir, cette technologie devrait non seulement accélérer le processus de développement de médicaments, mais pourrait également aider les chimistes à synthétiser des médicaments innovants dotés de structures plus complexes, capables de cibler des cibles médicales plus difficiles.