Nouvelles méthodes pour la conception de médicaments

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Un des éléments clés de la recherche effectuée par le projet Folding@Home a été l'utilisation de méthodes de calculs pour la conception de nouveaux médicaments, principalement pour la maladie d'Alzheimer. A l'Université de Virginie, le laboratoire de Mickael Shirts développe ces méthodes pour utiliser la puissance de FAH dans ce but.

La plupart du temps, les petites molécules fonctionnent comme les médicaments en se liant spécifiquement à certaines parties de protéines importantes. Par exemple, un antibiotique fonctionne en se liant à la protéine d'une bactérie, ce qui interfère suffisamment avec les fonctions pathogènes pour les désactiver ou tuer la bactérie. En ciblant uniquement des sites des protéines qui sont spécifiques à l'élément infectieux, les médicaments peuvent avoir un effet très ciblé sans risquer de s'en prendre au reste du corps humain ou des bons microbes avec lesquels nous cohabitons en permanence (comme la flore intestinale qui contribue à la digestion). Les mêmes principes peuvent déclencher des éléments de notre propre mécanisme protéique ce qui permet le développement des médicaments qui combattent des maladies causées par la défaillance, la mutation ou le mauvais fonctionnement de notre propre machinerie cellulaire, comme la maladie d'Alzheimer, les maladies cardiaques, le diabète et bien d'autres maladies.

Il est cependant très difficile de calculer exactement à quel point une petite molécule donnée va se lier à sa protéine cible, ni même l'endroit où ce lien aura lieu ni quel mécanisme il suivra. Bon nombre des méthodes de simulation qui sont actuellement utilisée dans l'industrie estiment le degré d'affinité des petites molécules dans le processus de conception d'un médicament, mais elles se basent sur des approximations qui permettent d'économiser des calculs ce qui reste peu précis, plutôt que d'autre méthodes plus couteuses qui ont disposent d'une meilleure précision. Avec Folding@Home, les chercheurs disposent maintenant du moyen d'effectuer des évaluations rigoureuses des ces méthodes plus complètes, de comprendre leurs limites et de les rendre plus efficace et fiables.

L'équipe de Mikael Shirts a développé sa propre méthode qui travaille principalement sur des systèmes bien connus comme FKBP (an anglais), une protéine du système d'alerte de notre système immunitaire. Une fois que ces méthodes seront bien comprises, l'équipe tentera de concevoir des petites molécules qui cibleront le virus du VIH (la transcriptase inverse, une enzyme qui est nécessaire la réplication de l'ADN du virus) et celui de la grippe (diverse protéines impliquées dans l'entrée du virus dans les cellules cibles). Si de telles molécules s'avèrent correspondre à leur cible, le travail pour en faire des médicaments sera encore long, puisque les médicaments doivent se dissoudre rapidement, pénétrer les cellules et ne pas être éliminés trop rapidement mais le simple fait de pouvoir prédire plus simplement quelles molécules interagissent fortement avec les cibles voulues sera déjà un grand pas dans la bonne direction.

L'équipe de Mickael Shirts améliore aussi l'infrastructure de Folding@Home en participant au portage des nouvelles versions de la plateforme de simulation moléculaire Gromacs et en améliorant l'interface et l'intégration entre Gromacs et FAH.

Source : Blog de Vijay