Le Dr Benjamin Rotstein et ses collaborateurs dévoilent une méthode simple sur le plan opérationnel pour préparer des versions de médicaments et de diagnostics marqués aux isotopes de carbone.
Le développement de nouveaux produits pharmaceutiques repose sur la capacité des scientifiques à concevoir avec élégance des médicaments spécifiques pour des essais cliniques ciblés. Et le marquage isotopique des candidats-médicaments dans les laboratoires de recherche est crucial dans cet effort global.
Dans une nouvelle étude, le laboratoire du Dr Benjamin Rotstein à la Faculté de médecine de l’Université d’Ottawa a collaboré avec des collègues pour dévoiler une méthode simple sur le plan opérationnel pour préparer des versions de médicaments et de diagnostics marqués aux isotopes de carbone. Ils ont développé une méthode pour échanger un seul atome d’acides aminés – éléments constitutifs de protéines qui sont également utilisés pour préparer des molécules – contre son isotope.
« C’est vraiment important dans le développement de médicaments parce que nous voulons savoir où le médicament va dans le corps, comment il est métabolisé et éliminé afin que nous puissions planifier des études de dosage et de toxicité appropriées », explique le Dr Rotstein, professeur agrégé à la Faculté de Département de médecine de biochimie, microbiologie et immunologie.
Le travail a été décrit dans un article de Chimie naturelle.
Le laboratoire du Dr Rotstein a initialement conçu ses expériences pour fonctionner comme un catalyseur utilisé par notre corps : le phosphate de pyridoxal, qui élimine l’acide carboxylique des acides aminés et est la forme active de la vitamine B-6. Mais il dit qu’ils voulaient le faire fonctionner en sens inverse, et il s’est avéré que le mécanisme était un peu différent de ce à quoi ils s’attendaient initialement.
« Nous ajoutons en fait du dioxyde de carbone, puis éliminons l’acide. C’est donc un mécanisme différent qui nous permet d’envisager des catalyseurs encore meilleurs et d’élargir la portée au-delà des acides aminés », dit-il.
La recherche a été réalisée en collaboration avec des collègues de l’Université de l’Alberta et des chimistes de Sanofi, la société pharmaceutique française. Le laboratoire du Dr Rotstein a fait les études sur le carbone 11 et a travaillé avec ces collaborateurs pour dévoiler le mécanisme de la réaction. Son laboratoire utilise du carbone 11 parce qu’il est radioactif d’une manière qui fonctionne bien pour l’imagerie médicale.
Le Dr Rotstein et son équipe étudient actuellement comment faire en sorte que la réaction produise une seule version « image miroir » des acides aminés afin que les chercheurs n’aient pas besoin de les séparer après coup.
Il dit qu’ils sont particulièrement enthousiastes à l’idée d’utiliser les acides aminés du carbone 11 pour mesurer la vitesse à laquelle notre corps produit des protéines, car cela peut être un indicateur de maladie.
« Nous les utilisons également dans des études d’imagerie maintenant pour en savoir plus sur le métabolisme et les taux de synthèse des protéines dans différents tissus », explique le Dr Rotstein, qui est également directeur du laboratoire de sondes d’imagerie moléculaire et de radiochimie à l’Institut de cardiologie de l’Université d’Ottawa.
Plus d’information:
Odey Bsharat et al, Échange de carboxylate catalysé par des aldéhydes dans des acides α-aminés avec du CO2 marqué isotopiquement, Chimie naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41557-022-01074-0