Établissement d’une carte moléculaire de la cellule : Dernière frontière de la découverte de médicaments

Par: Johnny Kung

5 Juil, 2019

05 juillet 2019

Sommaire exécutif

Le 15 avril 2019, le CIFAR a organisé une table ronde pour discuter des percées technologiques, existantes et requises, pour créer une carte moléculaire dynamique de la cellule. Une telle carte pourrait nous permettre de rehausser notre compréhension fondamentale de processus pathologiques, et guider le développement d’outils diagnostiques et la découverte de médicaments. En tirant profit de l’expertise de spécialistes issus de nombreux domaines, notamment la spectrométrie de masse, l’analyse structurale, l’imagerie cellulaire et la biologie computationnelle, y compris des boursiers du programme Architecture moléculaire de la vie du CIFAR, ainsi que des dirigeants d’entreprises pharmaceutiques et de fabricants d’instruments médicaux, cette table ronde visait à éclairer les exigences technologiques et favoriser la création de cette carte moléculaire.

Les discussions à la table ronde ont porté sur la façon dont des percées récentes dans diverses techniques analytiques ont contribué à une meilleure compréhension de l’organisation spatiotemporelle des cellules, des composantes cellulaires et des voies biologiques. De plus, les conférenciers ont parlé de la mise au point d’algorithmes basés sur l’intelligence artificielle destinés à l’analyse et à l’intégration de la grande quantité de données produites par ces techniques. Cette rencontre favorisera des conversations plus approfondies entre les chercheurs, les fabricants d’instruments et les fabricants de médicaments, et facilitera les collaborations qui pourraient mener à de meilleurs outils de recherche, médicaments et diagnostics.

Parties prenantes cibles

Sociétés pharmaceutiques
Fabricants d’outils diagnostiques
Fabricants d’instruments scientifiques
Développeurs d’applications basées sur l’intelligence artificielle
Professionnels et instances de réglementation dans le domaine médical

Résultats clés

Des méthodes de spectrométrie de masse améliorées produisent des signatures métabolomiques et protéomiques haute résolution de divers tissus ou cellules, ce qui peut guider la mise au point de médicaments et d’épreuves diagnostiques ciblés. De plus, ces techniques produisent des cartes plus détaillées des interactions entre les protéines et rehaussent notre compréhension des voies biologiques et des mécanismes pathologiques.
Des percées en microscopie et en techniques d’imagerie cellulaire, comme le transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET) et l’imagerie à faible luminosité permettent l’observation de processus cellulaires et de voies de signalisation dans des cellules vivantes.
Une approche intégrée à la biologie structurale, à l’aide de méthodes complémentaires, comme la RMN, la cryomicroscopie électronique et la spectroscopie par résonance double électronique, peut mener à une compréhension plus globale des structures moléculaires, en capturant, par exemple, de multiples conformations d’une protéine complexe ou des états intermédiaires pendant la liaison à des ligands.
Comme les méthodes analytiques produisent des images et des profils moléculaires de plus haute résolution, il y a production d’un volume croissant de données. De meilleurs outils computationnels peuvent faciliter l’analyse de données afin d’extraire les résultats pertinents au plan biologique.
Grâce à l’amélioration de la résolution de la spectrométrie de masse, il est possible de cibler des cellules ou des tissus malades plus tôt et avec plus de précision afin de procéder à leur élimination. Il faudra poursuivre les activités de recherche et développement pour être certain que ces techniques sont suffisamment au point pour guider le diagnostic et la chirurgie automatisés.

Priorités et prochaines étapes

Les sociétés pharmaceutiques peuvent exploiter les structures moléculaires améliorées pour contribuer aux activités de développement de médicaments en ce qui concerne la sélection de cibles et la production de produits pharmaceutiques qui se lient à la cible avec une plus grande affinité ou spécificité.
Les fabricants d’outils diagnostiques peuvent utiliser les profils protéomiques et métabolomiques de tissus sains et malades différents, dont la qualité va croissant, pour concevoir des épreuves diagnostiques plus sensibles et ciblées.
Les chercheurs et les fabricants d’instruments devraient saisir les occasions de collaborer à la création d’outils améliorés, par ex., avec une résolution accrue, une quantité réduite de matériaux nécessaires, et un flux de travail accéléré ou automatisé.
En plus des protéomes et des métabolomes, une meilleure compréhension des transcriptomes cellulaires contribuera à la mise au point d’une carte cellulaire, et au bout du compte, à la découverte de médicaments.

Participants à la table ronde

James (Alex) Apffel, Agilent Technologies
Nadine Beauger, Institut de Recherche en Immunologie et en Cancérologie – Commercialisation de la Recherche (IRICoR)
Michel Bouvier, Université de Montréal/CIFAR
Karen Colwill, Network Biology Collaborative Centre, Institut de recherche Lunenfeld-Tanenbaum
Jean-François Côté, Institut de recherches cliniques de Montréal (IRCM)
Oliver Ernst, Université de Toronto/CIFAR
Adam Hendricks, AstraZeneca
Diana Iglesias, Génome Québec
Qin Ji, Bristol-Myers Squibb
Thomas Kelly, Steam Instruments, Inc.
Erika-Esther Luamba, ministère de l’Économie et de l’Innovation, gouvernement du Québec
Stephen MacKinnon, Cyclica
Stephen Martin, Waters Corporation
R. J. Dwayne Miller, Institut Max-Planck sur la structure et la dynamique de la matière/CIFAR
Daphna Mokady, Endogena Therapeutics
Zhibin Ning, Université d’Ottawa
Julian Saba, Thermo Fisher Scientific
Alex Saint-Amant Lamy, Nüvü Caméras Inc.
Badr Sokrat, Université de Montréal

Pour de plus amples renseignements, veuillez communiquer avec :
Fiona Cunningham, Directrice, innovation

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