La nanotechnologie de l’ADN pourrait accélérer le développement pharmaceutique tout en minimisant les coûts


Un outil révolutionnaire fera face aux futures pandémies avec une réponse accélérée

Un nouvel outil accélère le développement de vaccins et d’autres produits pharmaceutiques de plus d’un million de fois tout en minimisant . Le processus fonctionne en utilisant des bulles de savon comme nanoconteneurs. Grâce à la nanotechnologie de l’ADN, plusieurs ingrédients peuvent être mélangés dans les conteneurs. Crédit photo : Nikos Hatzakis, Université de Copenhague

Un nouvel outil accélère le développement de vaccins et d’autres produits pharmaceutiques de plus d’un million de fois tout en minimisant les coûts.

Dans la recherche d’ingrédients pharmaceutiques actifs tels que de nouveaux vaccins, l’industrie scanne régulièrement des milliers de molécules candidates apparentées. Une nouvelle technologie rend cela possible à l’échelle nanométrique, en minimisant l’ de matériaux et d’énergie. Les travaux seront publiés dans la revue chimie naturelle.

Plus de 40 000 molécules peuvent être synthétisées et analysées dans une zone plus petite qu’une tête d’épingle. La méthode, développée grâce à un effort de recherche hautement interdisciplinaire au Danemark, promet de réduire considérablement les coûts matériels, énergétiques et économiques pour les sociétés pharmaceutiques.

Le processus fonctionne en utilisant des bulles de savon comme nanoconteneurs. Grâce à la nanotechnologie de l’ADN, plusieurs ingrédients peuvent être mélangés dans les conteneurs.

« Les volumes sont si petits que la consommation de matériaux peut être comparée à l’utilisation d’un litre d’eau et d’un kilogramme de matériaux au lieu des volumes d’eau totaux de tous les océans pour tester des matériaux équivalents à la masse totale du mont Everest. Il s’agit d’une économie sans précédent en termes d’effort, de matériel, de main-d’œuvre et d’énergie », déclare le chef d’équipe Nikos Hatzakis, professeur associé au département de chimie de l’université de Copenhague.

« Des économies illimitées [on] beaucoup de temps, d’énergie et de main-d’œuvre seraient fondamentaux pour le développement et l’évaluation de toute drogue de synthèse », déclare la doctorante Mette G. Malle, auteure principale de l’article et actuellement chercheuse postdoctorale à l’Université de Harvard, aux États-Unis.

Résultats en seulement sept minutes

Le travail a été réalisé en collaboration entre le groupe Hatzakis, Université de Copenhague, et le professeur associé Stefan Vogel, Université du Danemark du Sud. Le projet a été soutenu par un centre d’excellence de la Fondation Villum. La solution résultante est nommée «fusion de nanocontainers lipidiques combinatoires à une seule particule basée sur la fusion médiée par l’ADN» – en abrégé SPARCLD.

La percée passe par l’intégration d’éléments issus de disciplines normalement assez éloignées : la biochimie de synthèse, les nanotechnologies, la synthèse d’ADN, la chimie combinatoire ou encore le machine learning, une discipline de l’IA (intelligence artificielle).

Un outil révolutionnaire fera face aux futures pandémies avec une réponse accélérée

Le processus fonctionne en utilisant des bulles de savon comme nanoconteneurs. Grâce à la nanotechnologie de l’ADN, plusieurs ingrédients peuvent être mélangés dans les conteneurs. Crédit photo : Nikos Hatzakis, Université de Copenhague

« Aucun élément de notre solution n’est complètement nouveau, mais ils n’ont jamais été combinés de manière aussi transparente », explique Nikos Hatzakis.

La méthode donne des résultats en seulement sept minutes.

«Ce que nous avons est très proche d’une lecture en direct. Cela signifie que vous pouvez continuellement modérer la configuration en fonction des lectures, ce qui ajoute une valeur significative. Nous nous attendons à ce que ce soit un facteur clé pour l’industrie souhaitant mettre en œuvre la solution », déclare Mette G. Malle.

« Je devais garder les choses secrètes »

Les chercheurs individuels du projet ont plusieurs coopérations industrielles, mais ne savent pas quelles entreprises souhaitent utiliser le nouveau procédé à haut débit.

« Nous devions garder les choses secrètes car nous ne voulions pas risquer que d’autres publient quelque chose de similaire avant nous. Par conséquent, nous ne pouvions pas avoir de discussions avec l’industrie ou avec d’autres chercheurs qui pourraient utiliser la méthode dans différentes applications », explique Nikos Hatzakis.

Néanmoins, il peut citer quelques applications possibles :

« Il y a fort à parier que les groupes industriels et académiques impliqués dans la synthèse de molécules longues telles que les polymères pourraient être parmi les premiers à adopter la méthode. Il en va de même pour les ligands pertinents pour le développement pharmaceutique. Une beauté particulière de la méthode [is] qu’il peut être intégré davantage afin qu’une application pertinente puisse être ajoutée directement.

Des exemples ici pourraient être des chaînes d’ARN pour l’important outil biotechnologique CRISPR ou une alternative pour dépister, détecter et synthétiser l’ARN pour les futurs vaccins pandémiques.

« Notre configuration permet l’intégration de SPARCLD avec une lecture post-combinatoire pour des combinaisons de réactions protéine-ligand pertinentes pour une utilisation dans CRISPR. Seulement, nous n’avons pas encore pu nous y pencher car nous voulions d’abord publier notre méthodologie.


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Plus d’information:
Stefan Vogel, fusion de liposomes à une seule particule multiplexée combinatoire médiée par l’ADN, chimie naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41557-022-00912-5. www.nature.com/articles/s41557-022-00912-5

Fourni par l’Université de Copenhague

citation: Un million de fois plus tard : la nanotechnologie de l’ADN pourrait le développement pharmaceutique tout en minimisant les coûts (4 avril 2022), extrait le 4 avril 2022 de https://phys.org/news/2022-04-million-faster-dna-nanotechnology -pharmaceutique.html

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