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Qu’est-ce qu’une étude SAR ?
La relation structure-activité (structure-activity relationship SAR en anglais) étudie la relation entre la structure chimique d’une molécule et son activité biologique. Il s’agit d’un principe fondamental dans la découverte de médicaments, car il permet aux scientifiques de comprendre comment des changements dans la structure d’une molécule peuvent affecter sa capacité à interagir avec une cible et à provoquer une réponse biologique souhaitée.
Les études SAR impliquent généralement la synthèse et l’évaluation d’une série de composés dont la structure est proche de celle d’un composé actif connu. L’activité biologique de chaque composé est mesurée et les résultats sont analysés afin d’identifier les caractéristiques structurales associées à une augmentation ou à une diminution de l’activité. Ces informations peuvent ensuite être utilisées pour concevoir de nouveaux composés aux propriétés biologiques améliorées.
Les études SAR sont une partie essentielle du processus de découverte de médicaments. Elles permettent d’identifier les premières molécules actives (du hit au lead), d’optimiser leur structure pour améliorer l’activité et la sélectivité (optimisation de lead), et de caractériser une toxicité potentielle. Les données SAR peuvent également être utilisées pour développer des modèles informatiques capables de prédire l’activité biologique de nouveaux composés, ce qui peut contribuer à accélérer le processus de découverte de médicaments.
Méthodologie des études SAR
Les chimistes médicinaux utilisent diverses techniques pour étudier la relation structure-activité (SAR) des composés. Ces techniques peuvent être classées en deux catégories : les méthodes expérimentales et les méthodes informatiques.
Comme présenté en introduction, les études SAR expérimentales impliquent généralement la synthèse et l’évaluation d’une série de composés dont la structure est proche de celle d’un composé actif connu.
Les techniques expérimentales de SAR spécifiques sont les suivantes :
- Les tests biologiques : Ces tests mesurent l’activité biologique d’un composé sur une cible, telle qu’une enzyme, un récepteur ou une cellule.
- Études pharmacocinétiques : Ces études mesurent l’absorption, la distribution, le métabolisme et l’excrétion d’un composé dans l’organisme.
- Études toxicologiques : Ces études évaluent la sécurité d’un composé en mesurant ses effets sur divers organes et systèmes de l’organisme.
Les méthodes computationnelles de SAR utilisent des modèles d’apprentissage automatique (Machine Learning en anglais) pour prédire l’activité biologique de nouveaux composés sur la base de leur structure chimique. Ces modèles sont développés à partir de données provenant d’études SAR expérimentales. Les modèles peuvent ensuite être utilisés pour identifier des composés prometteurs et pour optimiser leur structure afin d’améliorer l’activité et la sélectivité.
Les techniques computationnelles de SAR spécifiques sont les suivantes :
- La modélisation moléculaire : Ces méthodes se basent sur des outils informatiques pour construire et simuler des modèles tridimensionnels de molécules. Ces informations peuvent être utilisées pour comprendre comment les molécules interagissent avec leurs cibles biologiques.
- Modélisation des relations quantitatives structure à activité (QSAR, en anglais) : Ces modèles utilisent l’intelligence artificielle pour relier la structure chimique d’un composé à son activité biologique.
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