La heparine peut-elle devenir obsolète en exploitant le pouvoir des moustiques ?

Médicaments de coagulation sanguine

Managing blood clotting is very important for medical professionals. We discussed previously how synthetic platelets could be used to induce emergency clotting in case of trauma in our article “Les biomatériaux synthétiques pourraient devenir essentiels dans les situations de traumatisme d’urgence”.

Il peut être tout aussi important, dans d’autres situations médicales, de prévenir la coagulation, pour le traitement des infarctus du myocarde et de l’angine instable, pour l’angioplastie, les soins de dialyse, les chirurgies et autres procédures.

Traditionnellement, cela est géré avec l’héparine, un produit médical datant de près de 100 ans, produit à partir de porcs et de vaches.

Cependant, un agent anti‑coagulation plus avancé pourrait arriver bientôt, grâce aux chercheurs de l’Université Duke et du Children’s Hospital of Philadelphia.

Des moustiques à la médecine

Dans une publication scientifique intitulée « Hirudines aptamériques comme inhibiteurs sélectifs et réversibles du site EXosite-ACTif (EXACT) » et acceptée par Nature, les chercheurs ont créé une molécule synthétique imitant celle que l’on trouve chez les moustiques.

Les organismes suceurs de sang comme les moustiques possèdent des agents anti‑coagulation dans leur salive. Plus précisément, tous les organismes suceurs de sang utilisent les mêmes mécanismes en deux étapes :

1. L’agent anti‑coagulation présent dans la salive se lie à la surface des protéines de coagulation du sang.
2. Il pénètre dans le cœur de la protéine pour inactiver les mécanismes de coagulation pendant que le moustique se nourrit.

Utiliser la méthode anti‑coagulation de ces animaux a du sens, car elle a évolué de façon indépendante à plusieurs reprises, démontrant son efficacité.

Une fois ce mécanisme anti‑coagulation élucidé, les chercheurs ont conçu une molécule artificielle le mimant, en se concentrant sur les interactions entre la thrombine et le facteur Xa dans le sang humain. Cette molécule utilise un « aptamère » – une petite chaîne d’acide nucléique – pour se lier à la protéine thrombine du sang.

Source: Biorender

Ce faisant, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient moduler l’efficacité de la molécule en modifiant la longueur d’une section de la protéine (linker).

Source: Nature

Contrôle parfait

Les chercheurs ont également réussi à créer un « antidote » pour la nouvelle molécule anti‑coagulation. C’est un outil très important pour ses futures applications en milieu médical. Ainsi, les médecins peuvent neutraliser l’agent à volonté, évitant ainsi des saignements incontrôlés ou indésirables.

Cela peut créer une procédure anti‑coagulation plus sûre pour le patient. Cela réduira également l’inflammation, toujours bénéfique pour les patients en convalescence après un infarctus du myocarde ou une chirurgie lourde.

Cette méthode ouvre la voie à la création de médicaments anti‑coagulation indépendants de l’élevage animal. Elle permet une chaîne d’approvisionnement beaucoup plus stable, l’approvisionnement actuel en héparine étant fortement dépendant de l’élevage porcin chinois, qui a été notablement perturbé ces dernières années par la pandémie ainsi que par les épidémies de maladies porcines.

Cela devrait également réduire tout risque de contamination provenant de maladies animales et diminuer les émissions de carbone liées à la production d’anti‑coagulation.

Recherches complémentaires

La technologie utilisée pour reproduire les agents anti‑coagulation des moustiques artificiels pourrait être étendue à d’autres effets biochimiques.

Les aptamères pourraient être utilisés pour se lier au centre catalytique de l’enzyme et servir à développer un inhibiteur EXACT efficace.

Par conséquent, des inhibiteurs EXACT puissants, sélectifs et réversibles peuvent être créés pour pratiquement n’importe quelle enzyme, avec ou sans exosites définis.

Ces études annoncent le développement d’une vaste classe d’inhibiteurs enzymatiques hautement puissants et spécifiques, rapidement réversibles.

De plus, cette approche utilisant les aptamères pour créer une haute spécificité dans la liaison moléculaire, tout en étant entièrement réversible sur commande, pourrait aider à améliorer les médicaments existants ou les candidats médicaments qui ont précédemment échoué lors d’essais cliniques.

De plus, cette approche d’ingénierie moléculaire généralisable peut aider à ressusciter de nombreux médicaments à petite molécule abandonnés parce qu’ils n’étaient pas suffisamment efficaces ou sélectifs seuls.

Entreprises d’aptamères

Jusqu’à présent, les aptamères ont eu une utilisation de niche, limitant les entreprises spécialisées dans ce produit principalement aux outils de diagnostic de laboratoire. Cette nouvelle étude montre que le potentiel de ce produit peut aller au-delà et ouvrir de nouveaux marchés pour ces entreprises.

1. Aptamer Group (APTA.L)

L’entreprise britannique est un leader dans le développement et la production d’aptamères. Elle entretient déjà des relations avec 15/20 des principales sociétés pharmaceutiques et 42 partenaires malgré une petite taille de seulement 37 employés.

Sa plateforme Optimer permet la découverte optimisée du bon aptamère pour chaque cas, qu’il s’agisse de thérapies, de mesures de laboratoire ou de la fabrication de produits biologiques.

Source: Aptamer Group

Elle sera bientôt remplacée par Optimer+, offrant des options plus complexes pour la construction d’aptamères et les interactions peptide/aptamère.

Source: Aptamer Group

L’entreprise a élargi son offre avec l’ajout récent de :

• Développement d’essais IHC
• Essais d’activité enzymatique
• Essais de viabilité cellulaire
• Analyse de réactivité croisée
• Évaluation de paires
• Essais d’efficacité de thérapie génique

L’entreprise a vu ses ventes croître très rapidement au début de 2024 (3 fois par rapport à l’année précédente).

Cependant, l’entreprise est encore loin d’être rentable et devrait être analysée avec prudence par les investisseurs.

2. Twist Biosciences

L’entreprise se spécialise dans la synthèse d’ADN, exploitant les méthodes de miniaturisation de l’industrie des semi-conducteurs, économisant du temps et de l’argent pour les chercheurs.

Elle travaille également à créer un stockage de données basé sur l’ADN qui pourrait être utilisé pour protéger des données indépendamment des systèmes électroniques.

Cette miniaturisation nous permet de réduire les volumes de réaction d’un facteur de 1 000 000 tout en augmentant le débit d’un facteur de 1 000, permettant la synthèse de 9 600 gènes sur une seule puce de silicium à pleine échelle.

Source: Twist Biosciences

En janvier 2023, l’entreprise a commencé à expédier des produits depuis sa deuxième installation de fabrication récemment lancée. La nouvelle usine devrait doubler les capacités de production de Twist.

Grâce à sa capacité avancée de synthèse d’ADN et d’ARN, Twist pourrait rapidement devenir un fabricant majeur d’aptamères si le marché des produits anti‑coagulation se développe.

En tant que producteur « neutre » axé sur la fourniture des meilleures séquences d’acides nucléiques au meilleur prix, il pourrait devenir le partenaire de fabrication privilégié de toute société pharmaceutique souhaitant commercialiser la découverte des chercheurs de l’Université Duke.