Les technologies clés

Santé et technologies du vivant

Pharmacologie basée sur l'échange cellulaire (cosmétiques)

Fiche Technologie-clé n : 13

VERSION 3

• Présentation de la technologie
• Objectifs de la technologie
• Environnement technologique

Définitions

La pharmacologie étudie les modes d'actions de médiateurs sur l'organisme, à deux niveaux : physiologique (mesure de température, études de comportements, etc.), et moléculaire (mode d'action du médiateur au niveau cellulaire).

La pharmacologie basée sur l'échange cellulaire offre de nouveaux moyens d'investigation très performants à la pharmacologie. S'appuyant sur l'utilisation des nouveaux outils issus des innovations récentes en matière de biologie moléculaire, de génie génétique, de modélisation moléculaire, etc., cette discipline se démarque de la pharmacologie classique par son aptitude à examiner de façon très fine les événements cellulaires, et à comprendre très précisément les mécanismes moléculaires engendrés par les médiateurs.

Cette pharmacologie se penche en particulier sur l'étude et la "visualisation" des communications intercellulaires participant en direct à l'échange des médiateurs, et des interactions entre les ligands -qu'il s'agisse de ligands endogènes (hormones, neuromédiateurs...) ou exogènes (molécules pharmaceutiques telles que des anxiolytiques, des calmants...)- et les récepteurs -protéines situées sur la paroi cellulaire qui reconnaissent un ligand spécifique qui vient s'y fixer-, la reconnaissance d'une telle interaction étant corrélé à un mécanisme dit de "transduction" du signal.

Techniques mises en oeuvre

Tout en intégrant les techniques générales de pharmacologie (étude des canaux ioniques, études des récepteurs, mise au point de méthodes permettant de plus grandes précision et rapidité dans l'acquisition de données...), cette discipline consiste à déployer de nouvelles stratégies d'investigation globales qui s'appuient sur des combinaisons de savoir-faire technologiques et de compétences scientifiques pluridisciplinaires, en particulier dans les domaines suivants :

• biologie moléculaire : transfert de gènes, mutagénèse dirigée, surexpression de protéine... Les évolutions technologiques dans ce domaine permettent par exemple d'accéder à la séquence protéique d'un récepteur donné. En agissant à ce niveau -modification de la séquence par mutagénèse dirigée- il est désormais possible de comprendre avec précision, au niveau cellulaire, les mécanismes moléculaires mis en oeuvre ;
• cultures cellulaires : celles-ci permettent d'éviter le recours à des animaux d'expérimentation et offrent des modèles spécifiques pour la recherche, la validation d'hypothèses...
• modélisation moléculaire (molecular design, drug design) : cette technologie permet d'appréhender la conformation dans l'espace et le comportement de certains médicaments, permettant ainsi de prévoir, à titre d'exemple, le mode de fixation de tel ligand (médicament...) sur tel récepteur... ;
• instrumentation : de nouvelles technologies performantes de visualisation permettent de gagner très largement en précision (visualisation des formes géométriques des protéines par microscopie confocale, fluorescence, microinjection...) ; automatisation des tâches de recherche, microméthodes (dosages), etc.

Objectifs de la technologie

Contexte concurrentiel et économique

Bon nombre de défis pour la santé ne sont pas encore relevés aujourd'hui : maladies dégénératives, cancers, maladies cardio-vasculaires... Ainsi les métiers de la santé sont-ils contraints d'innover afin de trouver des solutions diagnostiques et thérapeutiques nouvelles.

Dans ce contexte, l'industrie pharmaceutique dispose, au travers de la pharmacologie moderne, d'outils performants afin de mettre au point de nouveaux médicaments plus efficaces et très ciblés. Cette discipline sonne le glas de nombreux médicaments de première génération (amphétamines, barbituriques, etc.) abandonnés aujourd'hui en raison de leurs effets secondaires indésirables. Cette pharmacologie nouvelle, grâce au développement des connaissances relatives aux mécanismes d'activation cellulaires en physiologie et pathologie, ouvre également la voie à des stratégies thérapeutiques sur des éléments très fins de signaux intracellulaires (synthèse des hormones ou médiateurs, synthèse des récepteurs membranaires, modification des éléments de transduction du signal...).

Fonctions remplies :

Comprendre à une échelle plus fine les mécanismes de communication intercellulaires et d'interaction ligands-récepteurs, et la manière dont ils enclenchent les échanges d'information et événements cellulaires (message toxique, message stimulant, fonction de prévention). Cette compréhension des mécanismes physio-pathologiques au niveau moléculaire a en particulier pour objectif de développer de nouvelles molécules (médicaments) à activité pharmacologique déterminée, à la fois plus efficaces, plus ciblées, mieux adaptées aux besoins et présentant bien moins d'effets indésirables.

Environnement technologique

Technologies concurrentes :

Plutôt qu'une discipline concurrente, la pharmacologie basée sur l'échange cellulaire vient enrichir la pharmacologie classique de nouveaux outils et savoir-faire. A titre d'exemple, la pharmacologie a longtemps étudié les mécanismes d'interaction ligand-récepteur sur des préparations de membranes cellulaires réalisées à partir de prélèvements d'organes, ne conduisant ainsi qu'à une appréhension très globale des mécanismes incriminés. De nos jours, les cultures de cellules spécifiques, modifiées à façon par les techniques du génie génétique, offrent un matériel "sur mesure" à la pharmacologie moderne et permet ainsi de visualiser très précisément les mécanismes moléculaires.

Evolutions technologiques :

Il se créé aujourd'hui des "répertoires de ligands". Il s'agit par exemple de banques de peptides (naturels ou de synthèse) qui permettent aux entreprises et laboratoires d'effectuer des tests sur quantités de ligands en présence d'un récepteur donné.

Programmes de recherche :

Programmes généraux de type structure / fonction (communication cellulaire, interaction ligand-récepteur), programmes spécifiques de type maîtrise de la douleur... L'activité de recherche est particulièrement intense dans le domaine des maladies neurodégénératives et des cancers, ainsi qu'en dermatologie.