PHARMA : Vers des médicaments verts, sans solvants

On connaissait déjà la « chimie click » qui exploite une réaction favorisée par la thermodynamique pour obtenir la liaison quantitative et sélective de plusieurs biomolécules.

Ces scientifiques du Graduate Center, CUNY (New York) utilisent aujourd’hui la « mécanochimie » pour développer une technique de fabrication pharmaceutique évolutive et durable, plus économe en énergie et en coût, que les méthodes de fabrication chimiques actuelles. Ces travaux, publiés récemment dans la revue Science, rejoignent un effort global, mondial et multidiciplinaire, visant à réduire considérablement les déchets liés à fabrication de produits pharmaceutiques et de matériaux à diverses fins médicales, ainsi que leurs impacts environnementaux négatifs.

La production de produits chimiques, dont pharmaceutiques, consomme 40 % de toute l’énergie actuellement utilisée dans l’industrie, et ce processus entraîne également la production de déchets de solvants toxiques qui polluent l’environnement et présentent des risques pour la santé des humains et des animaux. Ces travaux décrivent une méthode chimique supplémentaire et innovante, qui va permettre de fabriquer des produits chimiques et des médicaments sans ces effets délétères.

La mécanochimie pour produire des médicaments, sans solvants toxiques

La mécanochimie utilise la chimie organique et la nanotechnologie pour rapprocher les molécules et créer des produits chimiques sans avoir à utiliser de solvants coûteux qui polluent l’environnement. Le principe, en substance, est d’exercer une pression sur les molécules qui se tordent alors en de nouvelles formes plus réactives qui nécessitent moins d’énergie pour se combiner et produire le produit chimique souhaité. En pratique, les scientifiques poussent des monocouches de molécules placées sur des tranches de silicium à l’aide de réseaux de pointes, ce qui induit la production de nouveaux composés chimiques.

• Des expériences permettent également aux scientifiques de mesurer la quantité de force nécessaire permettant d’induire une réaction chimique prévisible et fiable. La nouvelle technique permet ainsi de créer de nouveaux médicaments et matériaux qui ne peuvent pas être créés en utilisant les techniques actuelles qui reposent sur des solvants.

Les implications de ces nouvelles technologies sont majeures et concernent de nombreux secteurs, au-delà même de la production de produits pharmaceutiques et de dispositifs médicaux.

La pluridisciplinarité pour une production pharmaceutique plus responsable : ces bioingénieurs décrivent ainsi une percée vraiment passionnante, car elle confirme, expériences à l’appui, la mécanochimie comme un moyen fiable de produire des produits pharmaceutiques, sans les sous-produits nocifs et avec une consommation d’énergie très réduite par rapport aux techniques de fabrication actuelles. Encore une fois ces développements sont permis par la pluridisciplinarité des équipes de recherche, composées ici de pharmacologues, de chimistes, de biologistes, d’informaticiens et de bioingénieurs :

« Les chimistes jouent un rôle essentiel dans la conception et la réalisation des expériences, mais leurs connaissances de pointe en chimie doivent être combinées à des expertises en analyse mécanique avancée. Le travail d’équipe fait la différence ».

Dans un effort pour améliorer la durabilité et réduire le coût des ingrédients pharmaceutiques actifs (API), les laboratoires pharmaceutiques se sont associés sur différentes parties de leur chaîne d’approvisionnement avec des fournisseurs qui favorisent l’intégration de la chimie verte et l’ingénierie de manière plus holistique dans l’ensemble de la séquence.

Sources :

• Science 8 June, 2023 DOI : 10.1126/science.adf527 Acceleration of Diels-Alder reactions by mechanical distortion
• ACS Sustainable Chemistry & Engineering 19 sept, 2019 DOI : 10.1021/acssuschemeng.9b02842 A green chemistry continuum for a robust and sustainable active pharmaceutical ingredient supply chain
• Nature 22 March, 2007 DOI : 10.1038/nature05681 Biasing reaction pathways with mechanical force
• Acta Pharmaceutica Sinica B 2023 DOI : 10.1016/j.apsb.2022.10.015 Click chemistry and drug delivery: A bird’s-eye view

Équipe de rédaction SantélogDéc 18, 2023Équipe de rédaction Santélog