​Les chimistes du SCBM continuent d’explorer les voies de marquage des molécules organiques, pour les rendre plus rapides et moins polluantes et ce, afin d’en faciliter leur utilisation, par exemple lors des études pharmacologiques. Durant les phases précliniques et cliniques de tests, les médicaments sont en effet « étiquetés » pour suivre leur absorption, distribution, métabolisme et excrétion dans un organisme vivant (chez l’animal ou chez l’Homme).

Une équipe de chercheurs du SCBM s’intéresse au marquage par le carbone 14 (¹⁴C) de molécules thérapeutiques. En 2019, en collaboration avec le NIMBE (CEA-IRAMIS), ils ont découvert une nouvelle stratégie de marquage qui comporte un échange isotopique du carbone. Cela comporte, dans une même réaction, la rupture d’une liaison C-C et la formation d’une nouvelle liaison C-¹⁴C tout en gardant la structure originale du médicament. Ils ont trouvé des conditions expérimentales favorables à la catalyse d’un échange d’une molécule de CO₂ non marquée contre une molécule marquée dans des molécules d’intérêt thérapeutique contenant un groupement carboxylique. Cette méthode qui s’adapté aux acides carboxyliques aromatiques était catalysé par du cuivre (JACS 2019, lire l’actualité « Du CO₂ et du cuivre pour marquer des produits pharmaceutiques au carbone » publiée en janvier 2019).

Dans l’article publié dans Angewandte Chemie, les chercheurs du SCBM et du NIMBE, en collaboration avec Astra Zeneca et le Karolinska Instituet, décrivent une nouvelle méthode qui permet de faire un échange de ¹²CO₂ par du ¹⁴CO₂ en absence de catalyse, tout simplement par chauffage thermique. Cette méthode s’adapte particulièrement à une famille d’acides carboxyliques, les acides phényles acétiques, présents dans les anti-inflammatoire non stéroïdiens tels que l’ibuprofène, le naproxène, le ketoprofène et bien d’autres.

Exemples de molécules marquées obtenues par la nouvelle méthode de marquage par échange de dioxyde de carbone. © D. Audisio

Gianluca Destro a développé ce projet dans le cadre de sa thèse, financé par le projet européen ISOTOPICS (https://www.isotopics-project.eu/). Après avoir trouvé les conditions optimales, il a pu appliquer cette nouvelle méthode au marquage de 15 médicaments chez AstraZenenca. Enfin, à l’institut Karolinska (Stockholm, Suède), il a réussi à adapter la méthode au carbone-11, l’autre radio-isotope du carbone, pour la toute première fois.