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Résultat scientifique | Chimie

Une méthode de marquage isotopique rapide de molécules complexes comportant un atome de soufre


​Des chercheurs du SCBM, en collaboration avec l'Université Paris-Sud et l'INSA de Toulouse, ont mis au point la première méthode générale de marquage par le tritium et le deutérium de molécules complexes comportant des motifs de type thioéthers (un atome de soufre). Cette méthode permet un accès rapide à des molécules tritiées ou deutérées, utilisées dans l'industrie pharmaceutique pour le suivi in vivo ou le dosage en milieu biologique de substances d'intérêt.

Publié le 22 mars 2018

​Actuellement, moins d'un candidat médicament sur dix entrant en phase d'essais cliniques est au final commercialisé. Ce goulot d'étranglement conduit notamment à une augmentation des coûts de développement des médicaments. Afin d'inverser la tendance, il faudrait pouvoir identifier, dès les premières phases de conception, les candidats médicaments présentant la meilleure efficacité et une toxicité minimale, en évaluant leur comportement in vivo. Pour cela, un des moyens utilisés consiste à « coller » sur ces molécules, sans les dénaturer, une étiquette qui permettra de les suivre dans l'organisme avec une grande sensibilité de détection. La technique de choix substitue certains atomes (H, C, F…) de la molécule par leurs isotopes, stables ou radioactifs : on obtient alors une molécule dite marquée. Ainsi, l'hydrogène (H), présent dans la majorité des molécules organiques, peut être remplacé par le deutérium (stable) ou le tritium (radioactif).

Les molécules comportant des atomes de soufre, et notamment des motifs de type thioéthers, sont relativement présentes dans le monde du vivant. De plus, ces motifs sont fréquemment rencontrés dans la structure des substances actives (Figure 1).

Figure 1 : Exemples de molécules comportant des motifs thioéthers.



Jusqu'alors, aucune méthode directe, permettant l'échange d'atomes d'hydrogène par des atomes de deutérium ou de tritium n'avait été découverte pour marquer ce type de molécule. C'est maintenant chose faite avec la publication par l'équipe de Marquage par le Tritium du SCBM, d'une méthode générale, applicable sur des molécules complexes et reposant sur un processus catalytique utilisant un catalyseur au Ruthénium et le deutérium ou tritium gaz en tant que source isotopique (Figure 2).

Figure 2 : Première méthode générale de marquage, permettant le remplacement direct d'atomes d'hydrogène par des atomes de deutérium ou de tritium sur un motif thioéther.



Dans cette transformation, l'atome de soufre qui est habituellement considéré comme un poison pour les réactions catalysées par un métal, dirige l'incorporation du deutérium et du tritium en des endroits précis de la molécule. D'un point de vue fondamental, cette réaction constitue le premier exemple d'activation de liaison C-H dirigée par un atome de soufre. D'un point de vue applicatif, cette méthode permet de préparer des analogues tritiés de molécules complexes pour réaliser leur suivi in vivo ou encore de préparer des molécules deutérées, utilisables en tant que standard internes pour réaliser le dosage précis par métabolomique quantitative de substances d'intérêt en milieu biologique.

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