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Le pouvoir mystérieux des médicaments : comment percer les secrets des mécanismes d’action des médicaments ?
En pharmacologie, le terme « mécanisme d’action » (MOA) fait référence à la manière spécifique par laquelle une substance médicamenteuse produit son effet pharmacologique par le biais d’interactions biochimiques spécifiques. Le mécanisme d’action d’un médicament fait généralement référence à une cible moléculaire spécifique, telle qu’une enzyme ou un récepteur, à laquelle le médicament se lie. Ces sites récepteurs ont des affinités spécifiques pour les médicaments, en fonction de la structure chimique du médicament et de l’action spécifique qui s’y produit. Contrairement aux médicaments qui produisent des effets thérapeutiques en se liant à des récepteurs, certains médicaments ne se lient pas aux récepteurs, mais produisent plutôt des effets thérapeutiques correspondants en interagissant avec les propriétés chimiques ou physiques de l'organisme. Les antiacides et les laxatifs en sont des exemples courants.
L’élucidation du mécanisme d’action est cruciale dans le développement de médicaments, en particulier celui des médicaments anti-infectieux. Comprendre l’interaction entre les médicaments et des cibles spécifiques peut prédire les problèmes de sécurité clinique et ainsi améliorer efficacement la sécurité des médicaments.
L’élucidation du mécanisme d’action d’un médicament est importante à bien des égards. Premièrement, lors du développement de médicaments anti-infectieux, la disponibilité de l’information permet de prédire les problèmes liés à la sécurité clinique. Par exemple, les médicaments qui perturbent la membrane cellulaire ou la chaîne de transport des électrons sont plus susceptibles de provoquer des problèmes de toxicité que les médicaments qui ciblent les composants de la paroi cellulaire ou le ribosome 70S, qui n’existent pas dans les cellules humaines. La compréhension de l’interaction entre des médicaments spécifiques et des récepteurs permet de préparer d’autres médicaments de manière similaire pour produire le même effet thérapeutique, ce qui est devenu l’une des méthodes importantes pour créer de nouveaux médicaments. De plus, de telles méthodes de recherche peuvent aider à déterminer quels patients sont les plus susceptibles de répondre au traitement.
Par exemple, le trastuzumab, un médicament contre le cancer du sein, cible la protéine HER2. Les institutions médicales peuvent donc examiner les tumeurs pour détecter la présence de cette molécule afin de déterminer si les patients bénéficieront d'un traitement par trastuzumab.
Dans les applications cliniques, ces connaissances pourraient permettre un dosage plus précis des médicaments, car les médecins pourraient surveiller le médicament en fonction de son effet sur la voie cible. Prenons l’exemple des statines : leur dosage est souvent déterminé en mesurant les taux de lipides sanguins du patient. En comprenant les mécanismes d’action des médicaments, les médecins peuvent également combiner plus efficacement plusieurs médicaments pour réduire le risque de résistance aux médicaments. Connaître les structures cellulaires sur lesquelles agissent les médicaments anti-infectieux ou anticancéreux pourrait permettre aux médecins d’administrer plusieurs médicaments simultanément pour inhiber plusieurs cibles, réduisant ainsi le risque de résistance aux médicaments et d’échec du traitement causé par des mutations uniques dans l’ADN microbien ou tumoral.
De plus, il est possible que le médicament puisse également trouver d’autres indications. Prenons l'exemple du sildénafil. Son mécanisme d'action consiste à inhiber la protéine phosphodiestérase-5 (PDE-5), ce qui permet à ce médicament d'être réutilisé avec succès pour le traitement de l'hypertension artérielle pulmonaire, car la PDE-5 joue un rôle clé dans l'hypertension artérielle pulmonaire. hypertension. expression pulmonaire.
Méthodes de détermination du mécanisme d'action d'un médicament
Il existe de nombreuses méthodes pour déterminer le mécanisme d'action d'un médicament, qui peuvent généralement être divisées en plusieurs voies techniques principales, notamment la microscopie, les méthodes biochimiques directes, les méthodes d'inférence informatique et la technologie pan-OMIX.
Méthodes de microscopie
Les changements phénotypiques des cellules cibles induits par des composés bioactifs peuvent être observés au microscope et ces changements aident à comprendre le mécanisme d’action des composés. Par exemple, dans le cas des agents antibactériens, la transformation des cellules cibles en sphéroïdes pourrait indiquer une inhibition de la synthèse du peptidoglycane, tandis que la filamentation des cellules cibles pourrait indiquer des perturbations dans la synthèse de PBP3, de FtsZ ou d'ADN. L'observation de ces changements fournit des indices importants pour comprendre le mécanisme d'action des nouveaux médicaments. Bien qu'il faille actuellement beaucoup de temps pour générer et interpréter manuellement les données, ce problème pourrait être résolu grâce aux progrès de la microscopie automatisée et des logiciels d'analyse d'images.
Méthode biochimique directe
Les méthodes biochimiques directes impliquent l’étiquetage de certaines protéines ou petites molécules et le suivi de leur dynamique in vivo, ce qui constitue le moyen le plus direct de trouver de petites cibles médicamenteuses. En étiquetant les interactions physiques entre les molécules et les protéines, ces méthodes biochimiques peuvent être utilisées pour déterminer la toxicité, l’efficacité et le mécanisme d’action des médicaments.
Méthodes de calcul et d'inférence
Les méthodes d'inférence informatique sont principalement utilisées pour prédire les cibles protéiques des médicaments à petites molécules sur la base de la reconnaissance de formes par ordinateur. Toutefois, cette approche pourrait également être utilisée pour trouver de nouvelles cibles pour des médicaments existants ou nouvellement développés. En identifiant le pharmacophore d’une molécule médicamenteuse, un profilage de reconnaissance de formes peut être réalisé, ce qui peut aider à fournir des informations sur le mécanisme d’action.
Toute la technologie Omix
La technologie All-OMIX utilise la protéomique chimique, la génétique inverse et la génomique, la transcriptomique et la protéomique pour identifier des cibles potentielles. Cette approche utilise la perturbation génétique (par exemple, CRISPR-Cas9 ou siRNA) en combinaison avec un composé pour déterminer si son knockdown ou son knockout abolit les effets pharmacologiques du composé. Grâce à ces méthodes, des hypothèses sur les mécanismes d’action peuvent être formulées puis testées.
Médicaments dont les mécanismes d'action sont connus et médicaments dont les mécanismes d'action sont inconnus
Les mécanismes d’action de nombreux médicaments ont été identifiés, comme l’aspirine. Le mécanisme d’action de l’aspirine implique une inhibition irréversible de la cyclooxygénase, inhibant ainsi la production de prostaglandines et de thromboxanes, réduisant la douleur et l’inflammation. Il existe cependant certains médicaments dont les mécanismes d’action restent inconnus. Malgré tout, ces médicaments fonctionnent toujours, mais le mécanisme spécifique par lequel ils interagissent avec les récepteurs et produisent leurs effets thérapeutiques est inconnu ou peu clair.
RésuméBien que les termes « mécanisme d’action » et « mode d’action » soient parfois utilisés de manière interchangeable, ils diffèrent dans le niveau de détail qu’ils véhiculent. Le mode d’action décrit les changements fonctionnels ou anatomiques qui se produisent au niveau cellulaire après qu’un organisme est exposé à une substance, tandis que le mécanisme d’action se concentre davantage sur la façon dont le médicament affecte le modèle d’interaction des enzymes ou des récepteurs. Comprendre les secrets des mécanismes d’action de ces médicaments favorisera non seulement le développement de nouveaux médicaments, mais pourra également fournir des stratégies de traitement plus précises dans la pratique clinique. Face au développement futur des médicaments, peut-on s’attendre à ce que davantage de mécanismes médicamenteux inconnus soient découverts ?
