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RÉSUMÉ
De très nombreuses classes de médicaments sont issues de familles chimiques ayant un motif structural commun. En fonction des substitutions effectuées sur ce squelette de base, la molécule synthétisée aura une affinité pour tel ou tel récepteur ou enzyme. L’analyse successive de ces structures privilégiées (sulfamides, dérivés azolés, stéroïdes, systèmes polycycliques, bases puriques et pyrimidiques…) permet d’aborder dans cet article la plupart de l’arsenal thérapeutique à la disposition du corps médical : antalgiques, antibiotiques, anti-hypertenseurs, psychotropes, anticancéreux, traitements hormonaux…
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Pascal COUDERT : Professeur de chimie thérapeutique, Faculté de pharmacie – UMR 990/INSERM – Clermont-Ferrand – France
INTRODUCTION
Certains groupements fonctionnels sont porteurs d'une activité biologique et confèrent cette activité avec une fréquence hautement significative aux molécules sur lesquelles ils peuvent être greffés. Par exemple, les alcools et les phénols présentent respectivement des effets sédatifs et antiseptiques, alors que le motif bis-(2-chloroéthylamine), retrouvé chez plusieurs agents anticancéreux tels que le chlorambucil, est responsable de leurs propriétés alkylantes. De la même manière, des squelettes cycliques, comme l'enchaînement cyclopentanoperhydrophénantrique, constitue le motif commun des stéroïdes à activité hormonale, anti-inflammatoire, diurétique et cardiostimulante.
Ainsi, des éléments structuraux particuliers, regroupés sous le terme de pharmacophore, sont reconnus par une cible, récepteur ou enzyme, et responsables de l'activité biologique. Les substituants fixés sur ces pharmacophores n'interviennent que pour moduler l'activité et/ou pour modifier la pharmacocinétique des principes actifs : augmentation de la durée d'action, diminution de la toxicité, amélioration de la biodisponibilité, augmentation de la stabilité…
Les relations structure activité qualitatives, établies à l'origine empiriquement à partir de l'analyse des formules des principes actifs, ont été confortées puis se sont développées grâce aux études de modélisation moléculaire, pour devenir indispensables dans le cadre de la conception de nouveaux médicaments (drug design).
L'objectif de cet article est d'apprendre dans un premier temps à reconnaître les principaux motifs structuraux vecteurs d'activité pharmacologique, à partir de principes actifs caractéristiques des principales familles de médicaments actuellement sur le marché. Dans un deuxième temps, les mécanismes d'action fondamentaux de chaque classe thérapeutique sont abordés en lien avec les squelettes des substances actives.
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- Version courante de mars 2024 par Pascal COUDERT
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Dérivés imidazolés et triazolés
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1. Sulfamides
Les médicaments désignés sous le terme de sulfamides ont en commun de comporter dans leur structure une fonction sulfonamide -SO2NHR. Ils appartiennent à trois grandes classes théra- peutiques : les antibactériens, les antidiabétiques et les diurétiques (figure 1). C'est principalement la nature du groupement R qui déterminera le profil d'activité des composés de cette famille.
1.1 Antibactériens
La découverte des sulfamides antibactériens remonte à 1935 avec la publication des travaux de G. Domagk. Les composés actuellement commercialisés possèdent pour la plupart un substituant R1 = H et à l'inverse un groupement R2 différent de H (type sulfaméthoxazole). Ils agissent en inhibant la dihydroptéroate synthétase, enzyme impliquée dans la synthèse des bases de l'ADN bactérien. C'est l'analogie structurale entre les composés sulfamidés et l'acide para-aminobenzoïque (PABA), substrat de l'enzyme, qui explique leur activité bactériostatique (figure 2).
HAUT DE PAGE1.2 Antidiabétiques
Les sulfamides hypoglycémiants ont la particularité de posséder un enchaînement sulfonylurée, -SO2-NH-CO-NH-, leur permettant via une liaison hydrogène d'interagir avec un récepteur pancréatique, engendrant in fine la libération d'insuline. Les composés de première génération, dont il ne reste plus qu'un représentant (glicazide DIAMICRON*), possèdent un substituant R1 peu encombrant tel qu'un méthyle, alors que les produits de seconde génération, 100 à 500 fois plus actifs, comme le glibenclamide, comportent tous une chaîne R1 lipophile avec une fonction amide. C'est l'azote de cette fonction qui permet d'établir une seconde liaison hydrogène avec le récepteur pancréatique.
HAUT DE PAGE1.3 Diurétiques
Les sulfamides diurétiques sont nés de l'observation des cliniciens au cours de traitements par certains sulfamides antibactériens...
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Sulfamides
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KINSELLA (G.K.), ROZAS (I.), WATSON (G.W.) - Modelling the interaction of catecholamines with the α1A adrenoceptor towards a ligand-induced receptor structure. - Journal of computer aided molecular design, 19(6), p. 357-367 (2005).
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(2) - LIPKIND (G.M.), FOZZARD (H.A.) - Molecular modeling of local anesthetic drug binding by voltage-gated sodium channels. - Molecular Pharmacology, 68(6), p. 1611-1622 (2005).
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(3) - LIPKIND (G.M.), FOZZARD (H.A.) - Molecular modeling of interactions of dihydropyridines and phenylalkylamines with the inner pore of the L-type Ca2+ channel. - Molecular Pharmacology, 63(3), p. 499-511 (2003).
-
(4) - AFECT - Traité de chimie thérapeutique. Médicaments antibiotiques. - Lavoisier Tec. &Doc., vol. 2 (1992).
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(5) - AFECT - Traité de chimie thérapeutique. Médicaments du système cardiovasculaire. - Lavoisier Tec. &Doc., vol. 3 (1992).
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