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Imprimante 3D moléculaire pour créer de nouveaux médicaments

Imprimante 3D moléculaire pour créer de nouveaux médicaments

De la même manière que dans l'ingénierie, l'impression 3D signifierait un changement dans le domaine de la chimie en permettant de créer des molécules rapidement, de manière flexible et à la portée de tous.

Crédits: L. Brian Stauffer

Le Howard Hughes Medical Institute (HHMI) a développé une nouvelle méthode pour synthétiser de petites molécules et ainsi mettre fin au problème de la création de nouveaux médicaments.

Le processus pour synthétiser de petites molécules Ce qui a été suivi jusqu'à présent consiste à utiliser des méthodes et des stratégies hautement personnalisées, ce qui nécessite le développement (inefficace) de solutions d'automatisation spécifiques.

Martin Burke, un scientifique de l'Université de l'Illinois à la tête de la recherche, explique que ce processus est lent et n'est pas disponible pour la plupart des chercheurs. En fait, selon Burke, il y a un grand nombre de médicaments qui restent à découvrir en raison des limites de ce processus de synthèse.

Le problème est la difficulté de créer de petites molécules. Malgré leur taille, ils sont très complexes. «Chaque fois qu'une molécule est créée, une stratégie spécifique doit être développée. Cette personnalisation est lente et nécessite des spécialistes hautement qualifiés. C'est pourquoi de nombreuses molécules n'ont pas encore été travaillées. Et est-ce que transformer des molécules existantes dans la nature en de véritables médicaments est un défi.

Le rôle de ces molécules est fondamental non seulement en médecine mais aussi pour la technologie, puisqu'elles font partie de LED, d'outils de diagnostic ou de panneaux solaires. Un grand nombre de petites molécules peuvent être trouvées dans la nature, dont beaucoup ont déjà été adaptées. Cependant, selon Burke, le potentiel de ces molécules est presque inexploité précisément en raison du processus de synthèse suivi jusqu'à présent qui nécessite du temps et des compétences.

La question que Burke et son équipe se sont posée était de savoir si de petites molécules pouvaient être créées en utilisant la même stratégie de bloc que celle utilisée avec de grandes molécules.

Montage en bloc Comment ça marche?

Le nouveau processus de synthèse que l'équipe de Burke a développé est basé sur le processus que la nature elle-même suit pour synthétiser des molécules. Après avoir analysé les structures chimiques de milliers de produits naturels différents, ils ont découvert qu'il existe une série de blocs qui se répètent encore et encore, ce qui signifie que les petites molécules sont par nature modulaires. Son travail a consisté à analyser soigneusement les blocs les plus courants et à créer un «imprimante 3d moléculaire". Cette imprimante est un synthétiseur de petites molécules qui assemble ces éléments de base en utilisant une réaction chimique commune. Avec lui, ils ont déjà pu synthétiser 14 classes différentes de petites molécules à partir d'un ensemble commun de blocs de construction.

Grâce à ce processus, Burke et son équipe ils ont développé des centaines de ces blocs communs et la grande nouvelle est qu'ils peuvent être achetés. Selon Burke, ce qu'ils essaient de montrer, c'est qu'avec un petit nombre de blocs, des milliers de molécules peuvent être créées avec lesquelles obtenez beaucoup de produits naturels différents.

Petites molécules pour traiter les maladies

Burke et son équipe explorent le potentiel de ces petites molécules pour le traitement de diverses maladies. Les plantes, les animaux et les microbes créent un grand nombre de petites molécules qui ont des fonctions similaires aux protéines et qui avec la bonne modification chimique, ils pourraient aider de nombreux patients à retrouver la santé. Pour cela, il faudrait synthétiser et analyser non seulement les petites molécules que l'on trouve dans la nature, mais aussi celles qui ont été modifiées.

Burke, qui a fondé l'entreprise Médicaments de la révolution pour développer davantage cette technologie, il est enthousiasmé par la possibilité de permettre à des non-spécialistes du domaine - scientifiques, ingénieurs, médecins et même le public lui-même - créer de petites molécules. Rendre la possibilité de créer quelque chose accessible à tous est une grande avancée. L'imprimante 3D pour molécules bénéficiera de la créativité, de l'innovation et des idées qui surgissent lorsque des personnes inexpérimentées commencent à utiliser une technologie qui n'était jusqu'à présent accessible qu'à quelques-uns.

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