The use of medicinal chemistry in the development of new medical imaging tools
Utilisation de la chimie médicinale dans le développement de nouveaux outils d’imagerie médicale
Résumé
Nowadays, utilisation of molecules with imaging purposes (MIP) is fully integrated in patient’s therapeutic journey. Whether they are used in the hospital when given to a patient or in vitro on a biological sample, these molecules aim to highlight physiological or pathological phenomena. MIP can either be small or complex organic molecules e.g. functionalised antibodies, that have the ability to emit a detectable signal once bound to their biological targets. Depending on their purposes, i.e. in vivo or in vitro utilisation, MIP development will require the fulfilment of specific prerequisites for their use. Classically, the research and development (R&D) of a new therapeutic drug (and therefore a new MIP) is achieved through the prism of the medicinal chemistry, an interdisciplinary research field at the interface between organic chemistry, radiochemistry, analytical chemistry, physics, biology and biochemistry. This wide diversity of knowledge and skills involved can be explained by the fact that the R&D of a new therapeutic drug is the result of an extensive work “from bench to bedside”, that starts with the optimisation of a new molecule that will be granted a biological and therapeutic function, whilst ensuring it does not show any deleterious side effects for the patient. The development of new MIP aims to increase the sensitivity and specificity of the commonly used whilst increasing the quality of the signal and/or allow the detection of earlier stages of a disease. This last is particularly important with the emergence of the personalised diagnosis that allows for both a better and a faster patient care and an earlier diagnosis of patient’s disease. This work aims to summarise the state-of-art’s synthesis and screening strategies used in the R&D of new MIP.
Les molécules utilisées à des fins d’imagerie médicale font partie intégrante de l’arsenal thérapeutique aujourd’hui disponible et sont proposées au cours du parcours de soin d’un patient. Que ce soit dans un contexte clinique, par administration chez un patient, ou dans un contexte in vitro, pour l’analyse d’un tissu biologique quelconque, ces molécules sont utilisées pour la mise en évidence de phénomènes physiologiques et / ou pathologiques. Elles peuvent à la fois être de petites molécules organiques ou des molécules plus complexes comme des anticorps mais dans les deux cas possèdent la caractéristique d’émettre un signal permettant leur détection une fois liées à leur cible biologique. En fonction du type d’examen souhaité : in vivo ou in vitro, le développement de la molécule demandera une attention particulière au regard des nombreux prérequis nécessaires à son utilisation en tant que médicament ou outil thérapeutique. La recherche et le développement de médicaments et par conséquent d’outils diagnostics se fait par le prisme de la chimie médicinale. Il s’agit d’un domaine de recherche interdisciplinaire mêlant à la fois la chimie organique, la radiochimie, la chimie analytique, la physique, la biologie et la biochimie. Cette grande diversité dans les compétences mobilisées s’explique par le fait que schématiquement, la recherche et le développement d’un médicament consistent à amener une molécule de la paillasse au chevet du patient, tout en ayant été capable de lui donner un intérêt biologique et thérapeutique et en s’assurant que son administration ne présenterait aucun risque pour le patient. L’élaboration de nouveaux outils d’imagerie permet le diagnostic précis de maladies à des stades moins avancés. Cette précision diagnostique est importante dans le contexte actuel de diagnostic personnalisé qui permet une prise en charge des patients de plus grande qualité, et un stade plus précoce de leur maladie. Ce travail se propose de faire un état des lieux des stratégies de synthèse et méthodes de criblage employées dans la recherche et le développement de nouveaux outils d’imagerie.
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