Pour en savoir plus, je me suis entretenu avec mon collègue le Dr Henrik Ihre, directeur des technologies stratégiques chez Cytiva. Il m’a déjà aidé à découvrir quelques-uns des secrets moléculaires des médicaments. Qui aurait pu savoir que le tristement célèbre Raspoutine avait apporté une contribution involontaire à la science médicale en conseillant au tsar d’arrêter de traiter son fils hémophile avec de l’aspirine anticoagulante, ce qui a aggravé son état ? Ou qu’il y a un siècle, on obtenait deux cents grammes d’insuline purifiée à partir de deux tonnes de tissu porcin ? Je suis sûr qu’Henrik saura non seulement répondre à mes questions une fois de plus, mais qu’il racontera une bonne histoire en cours de route.
Nous avons commencé par une clarification sur la différence entre les médicaments à petites et grandes molécules. Oui, la taille est la principale différence. Cependant, Henrik précise : « Lorsque nous parlons de médicaments à petites et grandes molécules, les choses ne sont pas noires et blanches. Tous les médicaments sont des outils qui entrent dans la même boîte à outils thérapeutique. Il arrive que des patients souffrant de la même maladie répondent différemment à la même thérapie en raison des différences biologiques entre les individus. Quand un médicament échoue, un autre peut aider. »
La taille parle du poids moléculaire d’un médicament et même de sa complexité structurelle – et c’est là que les choses deviennent apparemment noires et blanches. Les voies d’administration, la production, les coûts et l’efficacité clinique sont quelques-unes des différences significatives liées à la taille.
La plupart des médicaments connus aujourd’hui sont des petites molécules ou des médicaments synthétiques et ils comprennent tout, des analgésiques, des antibiotiques, des antidépresseurs aux traitements de maladies potentiellement mortelles comme le cancer. « Les médicaments à petites molécules existent depuis des centaines d’années. Ils sont généralement composés de centaines à quelques milliers d’atomes et leur structure chimique relativement simple peut être obtenue par des procédés chimiques bien établis », explique Henrik. Beaucoup de ces produits pharmaceutiques sont administrés par voie orale et ne nécessitent pas de conditions de manipulation ou de stockage spécifiques, des avantages évidents par rapport aux médicaments à grosses molécules.
« Les médicaments à grosses molécules, connus sous le nom de produits biopharmaceutiques ou biologiques, sont des produits thérapeutiques sophistiqués dont la taille moléculaire peut être des milliers de fois supérieure à celle de leurs homologues synthétisés chimiquement. Il s’agit souvent de protéines ou de peptides obtenus à partir de sources biologiques par des procédés biotechnologiques complexes, comme la technologie de l’ADN recombinant. Les médicaments à grosses molécules sont généralement injectés au patient et ils nécessitent des conditions de stockage spécifiques », explique Henrik.
L’insuline humaine recombinante a été le premier médicament biopharmaceutique à être commercialisé en 1982, bien qu’elle ait été découverte comme protéine thérapeutique il y a plus d’un siècle. Aujourd’hui, les produits biopharmaceutiques comprennent les anticorps monoclonaux, les vaccins, les thérapies cellulaires et géniques, ainsi que les protéines obtenues à partir du plasma sanguin et les protéines thérapeutiques recombinantes. Ils sont utilisés dans les traitements de nombreuses maladies différentes, notamment le cancer, le diabète et la polyarthrite rhumatoïde, et grâce à leur efficacité, ils figurent parmi les dix médicaments les plus vendus en 2020, selon le magazine Nature.
L’adalimumab, le premier anticorps monoclonal entièrement humanisé approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) américaine et commercialisé sous le nom de Humira, est en tête de liste pour son efficacité dans le traitement de pathologies telles que la polyarthrite rhumatoïde, la maladie de Crohn, l’hidradénite ou le psoriasis en plaques, pour n’en citer que quelques-unes. Plus de 300 produits biologiques ont été approuvés par la FDA, tandis que quelque 6 500 sont en cours de développement, selon EvaluatePharma.
« La découverte de l’insuline en tant que molécule thérapeutique est l’une des plus grandes percées de la médecine moderne. C’est à ce moment-là que les scientifiques ont réalisé que nous pouvions utiliser notre corps comme source pour se guérir des maladies. Les produits biologiques peuvent non seulement déclencher différentes fonctions biologiques, mais aussi traiter des maladies en interagissant avec des récepteurs protéiques dans notre corps », explique Henrik.
Ce que partagent les produits pharmaceutiques à petites et grandes molécules
Comme pour les médicaments synthétiques, le développement des produits biologiques est risqué, avec une forte probabilité d’échec. Parmi les autres obstacles courants, citons les approbations réglementaires et le renouvellement des brevets.
Même si les médicaments synthétiques et les produits biologiques reposent sur des processus de fabrication très différents, il existe une étape fondamentale qui est similaire, dit Henrik. « Tous les médicaments doivent être purifiés afin d’être administrés aux patients en toute sécurité. » Bien que les étapes de purification soient différentes, les médicaments synthétiques et les produits biologiques reposent tous deux sur la chromatographie comme méthode de purification. « Les technologies de chromatographie comme celles que nous développons chez Cytiva à Uppsala sont principalement utilisées dans le monde entier pour la purification de différentes molécules biologiques. Les médicaments synthétiques peuvent également être purifiés par chromatographie, ainsi que par d’autres méthodes comme la cristallisation ou la filtration », explique Henrik.
Les coûts élevés de développement et de fabrication sont un point douloureux commun. « Une majorité des médicaments qui sont à l’étude n’arriveront pas sur le marché », dit Henrik. Les problèmes d’efficacité et de sécurité représentent 75 à 80 % des échecs cliniques dans la phase finale de développement. « Si l’industrie était capable d’identifier les thérapies réussies dès le début de la phase de recherche et de développement, elle pourrait économiser d’énormes pertes. » On estime que le coût moyen de la progression d’un candidat-médicament des essais cliniques à la pharmacie est de 2,6 milliards de dollars.
Qu’en est-il de l’avenir ?
« Ce que nous inventons en ce moment ne va pas remplacer les médicaments traditionnels, dit Henrik. Donc, la probabilité de – disons – traiter les maux de tête avec des anticorps est peu probable, j’observe à voix haute. Si nous avons différentes classes de médicaments, c’est parce qu’ils peuvent aider à traiter différents types d’affections. Henrik ajoute : « La nature et la science continueront à nous fournir des molécules très efficaces, tandis que la médecine déterminera la classe de médicaments qui offre le plus d’avantages thérapeutiques aux patients. »
Cela m’a fait penser à Tu You, le scientifique chinois qui a obtenu le prix Nobel de médecine en 2015 pour avoir découvert un remède contre le paludisme dans l’armoise douce, utilisée dans les anciens remèdes chinois contre la fièvre. « Tu You a pu identifier et isoler la molécule spécifique qui provenait d’une plante. Il s’agit d’un médicament à base de petites molécules qui aide aujourd’hui des millions de personnes – et qui entre dans la boîte à outils des thérapies, qui ne cesse de s’enrichir », déclare Henrik.