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TRL 2
Validation des hits
Cette étape s’inscrit à la suite de l’identification des hits primaires par un criblage.
OBJECTIFS
Etudier le potentiel d’optimisation des « hits primaires ». Cette étape est sensible et doit permettre de prioriser
les différentes séries chimiques identifiées au cours du criblage initial de chimiothèques par une analyse
objective.
NOMBRE DE MOLÉCULES A SÉLECTIONNER
Il dépend de la stratégie et du résultat du criblage. Cette phase de sélection des hits (profiling) doit aboutir à
retenir classiquement un nombre de hit sélectionné inférieur à 10. A titre d’exemple, le criblage d’une
chimiothèque de 30 000 molécules identifie une centaine de hits primaires.
CRITÈRES DE SÉLECTION
Les hits seront obligatoirement confirmés avec un nouveau lot (nouvelle synthèse,…) afin d’être assuré de ne
pas travailler sur un « contaminant ». Les critères importants sont les suivants :
1) Activité sur la cible.
La mesure de l’activité (spécificité,…) et les tests fonctionnels (dose-réponse) seront réalisés avec le
nouveau lot.
2) Regroupement en famille (« clusters»).
Les hits sélectionnés doivent pouvoir être répartis en différentes familles.
3) Toxicité potentielle initiale.
A ce stade, elle sera évaluée in silico voire in vitro, en fonction des projets et des objectifs. Certaines
sous-structures se révèlent potentiellement toxiques (toxicité d’un châssis moléculaire ou « scaffold »
connu).
4) Caractéristiques physico-chimiques (ex : règles de Lipinski,…)
Une attention particulière doit être portée aux paramètres physico-chimiques susceptibles d’augmenter la
toxicité (ex : règle des 3/75 de Pfizer), d’avoir un impact sur le mode d’administration, d’empêcher
l’optimisation… La solubilité des hits aura été déterminée dans les conditions des tests (primaire et
secondaire). A ce stade des approches in silico couplées aux approches expérimentales peuvent être
utilisées (ex : calculs de paramètres physico-chimiques, mesure de solubilité expérimentale,…)
5) Potentiel d’optimisation du hit, priorisation des voies de synthèses
Il s’agit de prioriser les différentes voies de synthèse. L’identification d’une famille de molécule (début de
SAR), l’accessibilité chimique (nombre d’étapes de synthèse, coût, pûreté de la synthèse), des valeurs
d’efficacité de ligands (« ligand-efficiency »), la brevetabilité des scaffolds, ou encore un faible potentiel
de développement de la chimie peuvent constituer des critères de priorisation.
6) Profilage in silico.
Il s’agit à partir de l’interrogation de bases de données d’identifier si le composé est connu pour
atteindre plusieurs cibles, d’identifier des off-targets et des anti-targets, de prédire certains effets
toxiques.
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Validation des hits
Rem : Certaines structures particulières induisent des interférences lors des tests. Ces molécules appelées
« Frequent hitters » (ou « promiscuous hits ») sont reconnues comme "hit" dans le criblage HTS en raison de
de leur réactivité, de leur effet perturbateur sur les mesures (ex: molécules fluorescentes, molécules qui
forment des micelles,...) De même, certaines structures (« Pan-Assay Interference Compounds » ou «
PAINS») se fixent sur de nombreuses cibles et/ou perturbent les tests. Reportées dans la littérature, toutes
ces molécules constituent des artéfacts et génèrent des faux positifs in vitro et in vivo. Environ 500 structures
ont ainsi été répertoriées. L’analyse des résultats des précédents criblages de la chimiothèque et/ou
l’expérience du chimiste et la réalisation d’autres tests, permettent d’éliminer ce(s) hit(s).
A l’issue de cette étape, les « hits » sont dits « confirmés ». Ne possédant pas encore les qualités requises
(affinité insuffisante, propriétés ADME-Tox médiocres, faible sélectivité,…), ils doivent être optimisés. Cette
étape d’optimisation parfois longue et infructueuse, ne peut être envisagée sur l’ensemble des hits. Il s’agit
donc de sélectionner un nombre raisonnable de hits en vue de l’optimisation. (voir fiches 4 et 5)
Ressources
Privé
Public
-
AFSSI afssi.fr
-
GDR ChemBioScreen chembioscreen.fr
-
Activation activation.fr (Rhone Alpes)
-
Chimiothèque nationale chimiotheque-nationale.org
-
BCI Pharma www.bci-pharma.com
(Languedoc Roussillon)
Plates-formes GIS Ibisa (ibisa.net) :
-
G5C (Grenoble, Saclay)
-
C-Rispharma c-rispharma.com
(Bretagne)
-
PCBIS (Strasbourg)
-
NatXRay natx-ray.com (Rhone Alpes)
-
Cdithem (Paris, Lille – essentiellement les
modulateurs d’interaction protéines-protéines)
-
Novalix novalix-pharma.com
(Strasbourg)
-
KISSf, (inhibiteurs de protéines kinases, Roscoff)
-
Prestwick Chemical
prestwickchemical.com
-
Primacen (Rouen)
-
PRIM (Pôle de Recherche Interdisciplinaire sur le
Médicament, Lille )
Références
•
Pritchard J.F. et al. (2003) Making better drugs: Decision gates in non-clinical drug development. Nature
Reviews, 2:542-553
•
Bleicher K.H. et al. (2003) Peptide Scanning for Studying Structure-Activity Relationships in Drug Discovery.
Nature Reviews, 2:369-377
•
Keseru G.M. et al. (2006) Hit discovery and hit-to-lead approaches. Drug discovery today, 11:741-748
•
Feng B.Y., Shoichet B.K. (2006) A detergent-based assay for the detection of promiscuous inhibitors. Nat.
Protoc., 1(2):550-553.
•
Hopkins A.L. et al. (2014) The role of ligand efficiency metrics in drug discovery. Nat. Rev. Drug. Discov.,
13(2):105-21
•
Rishton G.M. (2003) Nonleadlikeness and leadlikeness in biochemical screening. Drug discovery today, 8:86-96
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