Prix ​​Nobel de chimie pour un trio qui fait cliquer les molécules


NEW DELHI : les Américains Carolyn R Bertozzi et K Barry Sharpless, et le scientifique danois Morten Meldal ont reçu conjointement le prix de cette année Nobel Prix ​​en chimie pour avoir développé un moyen de « cliquer molécules ensemble » – Cliquez sur chimie – qui peut être utilisée pour cartographier l’ADN et concevoir des médicaments capables de cibler plus précisément les maladies.
Rendre la chimie plus fonctionnel
Dans la recherche pharmaceutique, la fabrication de molécules complexes peut être un processus coûteux et chronophage. La construction de molécules dans un laboratoire peut nécessiter de nombreuses étapes, produire des sous-produits inutiles et gaspiller des matériaux précieux. Les méthodes conventionnelles peuvent fonctionner à plus petite échelle pour les tests ou les essais cliniques, mais deviennent inefficaces dans la fabrication à grande échelle.
Pour résoudre ce problème, Karl Barry Sharpless, un chimiste américain de Scripps Research, a développé une forme de chimie minimaliste dans laquelle les blocs de construction moléculaires peuvent s’assembler rapidement et efficacement – il l’a appelée « la chimie du clic ».

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Sharpless, qui a également remporté le prix en 2001 et est la cinquième personne à gagner deux fois, a découvert qu’au lieu de forcer les atomes de carbone – les éléments constitutifs de la matière organique – à se lier les uns aux autres dans le processus de construction de molécules, il est plus facile de lier de plus petits molécules avec des charpentes carbonées complètes. L’idée centrale est de choisir des réactions simples entre des molécules qui ont une « pulsion intrinsèque plus forte » pour se lier ensemble, ce qui se traduit par un processus plus rapide et moins coûteux. Même si la chimie du clic est incapable d’imiter parfaitement les molécules naturelles, elle peut toujours construire des molécules modulaires qui servent le même objectif.

À peu près au même moment, au début des années 2000, le chimiste danois Morten Meldal et Sharpless ont développé une technique qui est maintenant le «joyau de la couronne» de la chimie du clic – la cycloaddition d’azidéalcyne catalysée par le cuivre. En enquêtant sur de nouveaux matériaux pharmaceutiques, Meldal a découvert que l’ajout d’ions cuivre à une réaction entre un alcyne et un halogénure d’acyle créait de manière inattendue un triazole, une structure chimique stable en forme d’anneau qui est un élément de base commun dans les produits pharmaceutiques, les colorants et les produits chimiques agricoles. L’alcyne a fini par réagir avec la mauvaise extrémité de la molécule d’halogénure d’acyle, créant un groupe chimique appelé azide à l’autre extrémité. Ensemble, l’alcyne et l’azide se sont combinés pour former un triazole.

Jusque-là, les chercheurs étaient incapables de fabriquer des triazoles sans créer de sous-produits indésirables. Mais Meldal a découvert que l’ajout d’ions de cuivre aidait à contrôler la réaction et à créer une seule substance. Sharpless l’a appelé la réaction de clic « idéale ».

Désormais, lorsque les chimistes veulent combiner deux molécules différentes pour en créer une nouvelle, ils n’ont qu’à attacher une molécule d’azoture à l’une et une molécule d’alcyne à l’autre, qui s’emboîtent ensuite en présence d’ions cuivre. Les applications de la chimie du clic vont bien au-delà des laboratoires de recherche — son potentiel industriel est immense. Déjà, la chimie du clic est utilisée pour fabriquer de nouveaux matériaux spécialement conçus.

Par exemple, l’ajout d’un azoture cliquable à un plastique ou à une fibre pourrait permettre aux fabricants de « cliquer » plus tard sur des substances qui peuvent conduire l’électricité ou combattre les bactéries.

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La chimie du clic peut aider à combattre le cancer
Lors de ses recherches sur les glycanes, un type de glucide insaisissable trouvé à la surface des cellules qui est crucial pour le système immunitaire, Carolyn Bertozzi de l’Université de Stanford – la huitième femme à remporter le prix – a découvert qu’elle n’avait pas les bons outils pour les étudier. Bertozzi voulait attacher des molécules fluorescentes aux glycanes afin qu’elles puissent être facilement repérées. Elle a trouvé un moyen d’attacher des « poignées chimiques » aux glycanes pour que les molécules fluorescentes s’y accrochent. Mais elle avait besoin d’une « réaction bioorthogonale » dans laquelle la poignée ne réagissait avec aucune autre partie de la cellule. Bertozzi s’est tourné vers le même azide utilisé par Sharpless et Meldal pour servir de poignée. L’azide évite non seulement d’interagir avec d’autres parties de la cellule, mais il est également sûr de l’introduire chez les êtres vivants.
Alors que l’importance des azides augmentait avec l’importance de la chimie du clic, Bertozzi s’est rendu compte que sa réaction bioorthogonale avait plus de potentiel. En 2004, elle a développé une réaction alternative de chimie de clic qui fonctionnait sans cuivre toxique, ce qui la rend sans danger pour les cellules vivantes.
Les travaux de Bertozzi sont déjà utilisés pour identifier les glycanes à la surface des cellules tumorales et bloquer leurs mécanismes de protection qui peuvent neutraliser les cellules immunitaires. Cette méthode fait actuellement l’objet d’essais cliniques pour les personnes atteintes d’un cancer avancé. Les chercheurs ont également commencé à développer des «anticorps cliquables» qui peuvent aider à suivre les tumeurs et à délivrer avec précision des doses de rayonnement aux cellules cancéreuses.



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