Développement d'un portail web pour le criblage virtuel sur la grille de calcul

2.1 Conception de médicaments in-silico

La conception de médicaments assistée par ordinateur emploie la chimie computationnelle pour la découverte, l'amélioration et l'étude de médicaments et molécules biologiquement actives. En effet, l'outil informatique aide la conception de médicaments à des étapes spécifiques du processus :

· Dans l'identification des composés potentiellement thérapeutiques, en utilisant le criblage virtuel »virtual screening».

· Dans le processus d'optimisation de l'affinitéet de la sélectivitédes molècules potentielles vers les têtes de série »lead» ou appelés encore prototypes.

· Dans le processus d'optimisation du lead de série par rapport aux propriétés pharmacologiques recherchées tout en maintenant une bonne affinitéde cette molécule.

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Toutes ces étapes d'intervention de l'outil informatique sont présentées dans le schéma récapitulatif suivant.

FIGURE 1 - Processus de conception de médicaments in-silico [11]

2.2 Criblage virtuel »Vitual Screening»

L'identification d'une cible pharmaceutique peut se faire par différentes méthodes. Une fois la cible identifiée diagnostiquée, il faut tester un ensemble de molécules candidates sur cette cible, selon un processus qualifiéde screening. On distingue deux types de criblage : le criblage virtuel, qui est réaliséin-silico , tout en permettant la réalisation de manière

rapide et à moindre coût des prédictions de l'activitédes molécules. Et le criblage réel ^àhaut débit, quand à lui il permet de tester rapidement »in-vitro» l'activitéde composés

biologiques, et cela est limitépar le nombre de composés à tester en un temps raisonnable et par le coût des tests.

2.2.1 Introduction

Le terme criblage virtuel ou »Virtual Screening» regroupe un ensemble de techniques computationnelles ayant pour objectif l'exploration de bases de composés à la recherche de nouvelles molécules. Une analogie souvent utilisée compare ces techniques à des filtres qui permettraient de constituer des ensembles de molécules partageant certaines propriétés et de sélectionner les plus susceptibles d'interagir avec une cible donnée [13].

Aujourd'hui, le criblage virtuel est largement utilisépour identifier de nouvelles substances bio-active et pour prédire la liaison d'une grande base de donnée de ligands à une cible particulière, dans le but d'identifier les composés les plus prometteurs. Il s'agit d'une méthode qui vise à identifier les petites molécules pour l'interaction avec les sites de protéines cibles afin de faire des analyses et des traitements ultérieures. Plus précisement, le criblage virtuel est défini comme l'évaluation automatique de très grandes banques de composés à l'aide de programmes informatiques, il se référe à une série in-silico, qui est une

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technique effectuer à base d'ordinateur ou par l'intermédiaire des modèles mathématiques et des simulations informatique, qui aide dans la découverte de nouveaux médicaments et de déterminer de nouveaux composés les plus susceptibles pour se lier à une molécule cible d'une structure 3D connue [2].

FIGURE 2 - Criblage Virtuel in-silico
(http: // serimedis. inserm. fr )

Compte tenu de l'augmentation rapide du nombre de protéines, le criblage virtuel continue à croitre comme une méthode efficace pour la découverte de nouveaux inhibiteurs et de nouveaux médicaments. Il est utilisédans les premières phases du développement de nouveaux médicaments. Il a pour but de sélectionner au sein de chimiothèques varièes des ensembles réduits de molécules dont le potentiel d'activitéenvers la cible thérapeutique visée est supérieur à celui des autres molécules [Enyedy Egan, 2008], c-à-d, les molécules qui peuvent influencer l'activitéde la protéine cible. Dans ce cas, le criblage a pour objectif l'identification des motifs structuraux essentiels dans la liaison ligand-récepteur, et la discrimination des meilleurs composés au sein de chimiothèques orientées comprenant des molécules appartenant à une même série.

Le criblage virtuel est très utile et considérécomme un outil efficace pour accélérer la découverte de nouveaux traitements et la recherche des bibliothèques de petites molécules afin d'identifier les structures qui sont les plus susceptibles de se lier à une cible de médicament, généralement un récepteur de protéine [14]. Il dépend de la quantitéd'in-formation disponibles sur la cible d'une maladie particulière. Les techniques de criblage virtuel sont devenues des outils indispensables dans la chimie médicinale qui offrent un moyen d'améliorer la phase de découverte de médicaments. Elles sont utilisées de manière quotidienne aussi bien dans les laboratoires de recherche publics que dans les grands laboratoires pharmaceutiques.

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