Transférer les liquides à l'aide du son permet d'identifier des candidats-médicaments qui échappent aux techniques de laboratoire traditionnelles

Comment les chercheurs savent-ils si de nouvelles molécules auront un effet positif ou négatif ? Dans quelle mesure la technique utilisée pour transférer un liquide affecte-t-elle les résultats ? Et qu'en est-il des tests des composés pour déterminer leur impact sur l'environnement ou sur la santé : Un processus de manipulation de liquide est-il meilleur qu'un autre en termes de précision des données ?

Un article publié par le journal PLOS ONE, le 1er mai 2013, démontre que la technique utilisée pour transférer des solutions de composés compte effectivement pour beaucoup. Les trois chercheurs auteurs de l'article « Dispensing Processes Impact Apparent Biological Activity as Determined by Computational and Statistical Analyses » (Les processus de distribution exercent un impact sur l'activité biologique apparente tel que déterminé par des analyses computationnelles et statistiques), (http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0062325) concluent que l'introduction d'erreurs par des techniques traditionnelles à un stade précoce du processus scientifique a des implications énormes.

« Les biologistes, chimistes et modéliseurs computationnels ayant contribué à la conception des composés — tous les types de scientifiques devraient être conscients de ce problème », a déclaré un co-auteur de l'étude, Sean Ekins, consultant principal chez Collaborations in Chemistry. « Dès le début de leur formation, chaque biologiste apprend à utiliser des pipettes, des dispositifs similaires à des compte-gouttes oculaires, pour transférer des liquides ».

Les essais traditionnels réalisés par des sociétés de produits pharmaceutiques utilisent des pipettes pour créer des dilutions sérielles avant d'évaluer l'activité biologique. Une méthode plus récente utilise le son pour transférer des liquides en volumes microscopiques sans pipettes. D'après la nouvelle étude, cette méthode « acoustique » minimise l'introduction d'erreurs significatives dans les données générées.

« L'un des problèmes est que les composés peuvent coller aux pipettes sans être transférés », a ajouté M. Ekins. « Pratiquement personne ne remet en question la technique, mais celles qui sont engagées dans la découverte de médicaments peuvent constater des problèmes au niveau de leurs données sans en connaitre la raison ».

Afin d'améliorer l'efficacité des médicaments et les délais d'administration aux patients, il faut que le processus soit efficace et précis pour les chercheurs. Les scientifiques du monde entier dépendent de bases de données partagées pour leur recherche, et pourtant ils savent rarement comment les données sous-jacentes ont été générées. L'étude a conclu qu'il est critique de considérer qu'une technique clé, le transfert de liquide à l'aide de pipettes, risque d'introduire des erreurs significatives.

« Toutes les données antérieures et une grande partie des données générées aujourd'hui sont basées sur des expériences réalisées avec un pipettage et des dilutions sérielles traditionnels », a déclaré M. Ekins. « Les erreurs réalisées dans ce premier stade sont transférées aux modèles computationnels utilisés pour guider la découverte de médicaments. Les scientifiques qui tentent de concevoir des composés efficaces risquent de le faire sur la base de modèles trompeurs. Nos conclusions suggèrent que le transfert de liquides à l'aide du son pourrait améliorer les résultats de dépistage et éviter le développement de modèles trompeurs ».

Les auteurs ont développé, en partie, leurs analyses en utilisant des données publiées par AstraZeneca dans le brevet américain 7,718,653. Les chercheurs ont mesuré la puissance d'une classe de plusieurs médicaments anti-cancéreux, qui était toujours supérieure quand les composés étaient transférés par distribution acoustique comparé au transfert par pipette.

« L'article montre que les composés donnent des résultats différents selon qu'ils sont transférés par le son ou par pipette », a déclaré Joe Olechno, co-auteur de l'article et chercheur principal chez Labcyte Inc. « D'autres chercheurs ont observé des résultats similaires et ont adopté la distribution acoustique. C'est devenu encore plus excitant quand nous avons découvert que la modélisation computationnelle acoustique prédisait correctement les composés qui seraient les plus puissants, ce qui n'était pas le cas avec le modèle de dilution sérielle ».

Une méthode permettant aux chercheurs de prédire avec plus de précision le meilleur composé pour traiter une maladie pourrait exercer un impact majeur sur le secteur et sur la société. En comparant les modèles créés à partir des résultats de distribution par pipette aux structures cristallines des molécules dans la cible protéinique d'AstraZeneca, l'équipe a démontré que la technique acoustique correspondait le plus aux structures biologiques.

« Ces travaux indiquent que les données générées par des technologies traditionnelles telles que les pipettes peuvent être douteuses. Ces observations requièrent une enquête plus approfondie », a confié pour sa part Antony Williams, de la Royal Society of Chemistry et troisième co-auteur de l'article. « Mais clairement, le mode de transfert des liquides exerce un impact considérable sur les activités biologiques mesurées et les pipettes devraient être utilisées avec beaucoup de prudence ».

« Les processus incorrects ont le potentiel d'affecter considérablement les essais chimiques dans de nombreux domaines », a ajouté M. Ekins. Il exhorte les scientifiques à poser des questions au sujet des données qu'ils utilisent. Dans quelle mesure une base de données est-elle générée par des méthodes de transfert par pipette ? Dans quelle mesure est-elle erronée ? Comment ceci affecte-t-il la science subséquente et les conclusions ?

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Labcyte, une société internationale d'outils de biotechnologie, révolutionne la manipulation des liquides. Les systèmes Echo utilisent le son pour transférer précisément des liquides sans pipettes. Les instruments Labcyte sont utilisés à l'échelle mondiale dans le secteur pharmaceutique, ainsi que par des sociétés de biotechnologie, des organisations de recherche contractuelle et des universités. Labcyte détient 49 brevets américains ainsi que d'autres à l'international. Pour de plus amples renseignements, veuillez vous rendre sur le site : www.labcyte.com.

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