Des scientifiques du CNRS montrent comment la modélisation moléculaire permet de choisir la meilleure liaison principe actif-polymère pour un relargage et une cytotoxicité optimisée de ces nanomédicaments. 

Les prodrogues polymères, qui allient un principe actif à une chaîne de polymère, sont largement étudiées comme moyen de transporter efficacement un agent anticancéreux vers sa cible thérapeutique tout en minimisant ses effets secondaires. 

Une fois administrées, ces prodrogues sont converties par l’organisme en médicament pharmacologiquement actif.

Des chercheurs de l’Institut Galien Paris-Saclay et de BioCIS (CNRS/Université Paris-Saclay) sont parvenus à mettre au point une méthode de modélisation moléculaire de type « gros grains » pour aider activement à la conception de nanoparticules de prodrogues polymères à l’efficacité accrue. Une modélisation “gros grain” décrit une molécule avec des particules représentant 3 ou 4 atomes lourds au lieu de tous ses atomes, ce qui permet de réduire considérablement les temps de simulation.

La surface accessible de la liaison polymère-principe actif a été choisie comme paramètre discriminant pour prédire la libération contrôlée du principe actif en faisant varier la nature chimique de son lien au polymère. Ils ont ainsi découvert une liaison ayant une exposition optimisée à la surface des nanoparticules, ce qui permettrait de faciliter l’accès aux enzymes et d’améliorer la libération du principe actif. Ces modélisations ont ensuite été validées expérimentalement par la synthèse de nanoparticules de prodrogues polymères basées sur deux agents anticancéreux différents très utilisés en clinique (gemcitabine et paclitaxel). Ces nanoparticules ont démontré des performances améliorées en termes de libération du principe actif et de cytotoxicité sur deux lignées cellulaires cancéreuses. 

Cette méthodologie, qui peut être facilement appliquée à d’autres types de prodrogues polymères, pourrait contribuer au développement de systèmes d’administration de principes actifs plus efficaces par le biais d’un criblage in silico. Une étude parue dans la revue Angewandte Chemie International Edition qui devrait permettre d’éviter de nombreuses expériences in vitro, de réduire les coûts et surtout de réduire, voire potentiellement d’éliminer, l’expérimentation animale. 

Source : Communiqué CNRS