Après un bref rappel sur le rôle et l’histoire de la chimie dans la conception et la mise au point des médicaments au cours des XIX^e et XX^e siècles, la place de la chimie dans les innovations thérapeutiques présentes et futures est discutée. Compte tenu des coûts des médicaments dits « biopharmaceutiques », il est très probable qu'une chimie créative, ouverte sur la physique et la biologie, garde une place prépondérante dans la conception de nouveaux médicaments à l'horizon 2020-2030. Cette voie majeure vers de nouveaux médicaments est ainsi placée dans la perspective des évolutions scientifiques que nous connaissons.

Créé en novembre 2012, le Centre Européen des Textiles Innovants (CETI) ouvre ses portes. De nombreux exemples d’innovation dans lesquels la chimie intervient sont présentés.

Le CETI est une plateforme de recherche pluridisciplinaire de 8000 m² ouverte aux PME pour développer des produits très techniques à haute valeur ajoutée. Cette plateforme multisectorielle permet d’imaginer des solutions textiles révolutionnaires grâce aux nouvelles technologies présentées, d’inventer de nouvelles fibres et de nouveaux matériaux pour de nouveaux usages dans tous les secteurs économiques, de la santé aux transports en passant par le bâtiment et les travaux publics, les équipements de protection et de filtration, les télécommunications, l’architecture et la mode.

Un article général d’introduction de la chimie des polymères. Les définitions générales sont d’abord présentées avec précision. Les différents types de polymérisation sont précisés de manière concise et les aspects structuraux sont présentés successivement, de manière très logique, en fonction de l’échelle d’observation : d’abord microscopique, puis moléculaire et enfin supramoléculaire.

De nombreux exemples montrent que les nouvelles techniques d'imagerie laser ouvrent de nouvelles perspectives tant au niveau de l’imagerie biomédicale (diagnostic précoce, assistance à la chirurgie pré opératoire) que de la thérapie, notamment anticancéreuse. L’utilisation de ces nouvelles techniques requiert l’intervention de chimistes pour concevoir et réaliser des molécules capables d’absorber l’énergie de photons dans la gamme du spectre visible approprié, et des molécules émettrices dont l’efficacité dépend d’un paramètre physico-chimique local (sonde de pH, sondes de potentiel). Des nanosondes entièrement organiques ouvrent de nouvelles percées en imagerie.

Les agents de contraste sont des molécules destinées à améliorer la qualité des diagnostics par imagerie médicale par résonance magnétique. Ils permettent notamment de détecter des tumeurs cérébrales, mammaires, des pathologies ostéoparticulaires et de réaliser l’imagerie des vaisseaux (angiographie).

La stabilité de ces produits demeure la difficulté majeure à résoudre, car la toxicité des agents à base de gadolinium n’est pas totalement contrôlée. La synthèse, les propriétés et les applications d’une série d’agents de contraste performants sont présentées ainsi que les apports de la chimie à la conception de traceurs prometteurs pour une nouvelle voie de recherche : l’application de l’imagerie par résonance magnétique à l’échelle cellulaire ou subcellulaire (imagerie moléculaire) qui permettrait des diagnostics plus précoces de certains types de cancer.

Un article synthétique qui présente d’abord brièvement un rappel historique et le principe de l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Ensuite sont évoqués les développements les plus récents de la méthode de manière simple et concise avec des illustrations. De nombreuses références correspondant aux figures et aux domaines évoqués complètent l’article et permettent d’approfondir des points particuliers.

Le phénomène de Résonance Magnétique Nucléaire a donné naissance à l’imagerie IRM maintenant couramment utilisée en médecine. La technique détecte la concentration d’eau dans les tissus et distingue donc ceux-ci selon la quantité d’eau qu’ils contiennent (l’œil donne un signal fort, l’os un signal faible). L’utilisation, plus récemment mise en œuvre, de molécules paramagnétiques, spécifiquement développées par les chimistes et dénommées « agents de contraste », permet d’établir non plus seulement la carte de la répartition des molécules d’eau mais celle d’enzymes spécifiques. Quand on sait que les enzymes, dans bien des cas, déterminent l’activité biologique et donc l’état du tissu étudié, on conçoit que leur détection fine et précise ouvre la voie à nouvelles applications médicales.

L’article demande l’explication en termes qualitatifs, de la notion d’intensité de signal RMN, à l’aide de la notion de temps de relaxation, du principe de transfert de saturation, nom compliqué d’un phénomène simple dénommé le CEST (Chemical Exchange Saturation Transfer), et d’un autre côté, des molécules paramagnétiques « chélates de terres rares ».

Ce mini-film montre l’aventure scientifique et humaine vécue par les chercheurs de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles dont Pierre Potier fut le directeur et où il fut à l’origine de la découverte de deux médicaments majeurs utilisés avec succès pour le traitement du cancer : le taxotère préparé à partir de l’if, et la navelbine, extraite de la pervenche de Madagascar. Une très belle illustration des multiples facettes et des joies du métier de chercheur !

« Pour développer de nouveaux traitements et mieux comprendre les mécanismes des maladies, la piste des substances naturelles est riche d’enseignement. Dans la touffeur des forêts primaires, le long des bancs coralliens, sous la terre ou au fond des océans, les formes vivantes innombrables survivent grâce à leurs armes chimiques. Un arsenal de molécules demeure dissimulé dans notre environnement. Il permit aux premiers hommes de se soigner. Rien n’est étiqueté d’avance. Il reste encore beaucoup à découvrir » (Pierre Potier).

Cette vidéo est également disponible sur le site d'universcience.

Les chimistes sont capables d’identifier l’espèce moléculaire responsable de l’effet thérapeutique d’une plante. Ceci leur ouvre un champ considérable – et même une voie royale – vers la synthèse de nouveaux médicaments, une très faible partie seulement des plantes présentes sur la planète ayant été étudiée.

La première étape des études est l’extraction des molécules d’intérêt contenues dans la plante étudiée, la deuxième est l’étude des propriétés structurales de cette molécule et de sa relation avec l’activité biologique faite en collaboration avec le biologiste et qui passe par l’élucidation de son mécanisme d’action in vivo. Plusieurs « histoires » notables qui ont jalonné ce champ scientifique sont décrites dans ce chapitre : l’avènement de l’aspirine, le taxol et le taxotère (anticancéreux particulièrement performant) où les auteurs se sont personnellement distingués, la méiogynine que les chimistes ont su modifier pour multiplier son activité.

Ces récits, quasi ludiques mais très instructifs, illustrent mieux que tout l’inventivité du chimiste organicien, résultat de la connaissance au niveau le plus intime de la vaste panoplie des mécanismes de réaction de la chimie, mais résultat aussi de l’observation et de l’imitation de la nature.

Le milieu marin apparaît de plus en plus comme l’inépuisable réservoir de ce qui manque ou manquera sur la Terre. Les molécules marines ont des propriétés étonnantes dont il faut tirer profit. Quelques molécules représentatives des sommets atteints par les chimistes pour les utiliser sont présentées en insistant en particulier sur des exemples de passage de la molécule au médicament, sur les succès et sur les embûches.

À partir d’exemples bien choisis, les facteurs d’échec et de réussite sont analysés pour en déduire les perspectives pour les médicaments de la mer.