I'm a protein designer. And I'd like to discuss a new type of medicine. It's made from a molecule called a constrained peptide.
Je suis concepteur de protéines et j'aimerais discuter d'un nouveau type de médicament. Il est fabriqué à partir d'une molécule appelée peptide contraint.
There are only a few constrained peptide drugs available today, but there are a lot that will hit the market in the coming decade. Let's explore what these new medicines are made of, how they're different and what's causing this incoming tidal wave of new and exciting medicines.
Il existe encore peu de ces médicaments mais beaucoup vont entrer sur le marché dans la prochaine décennie. Allons donc explorer la composition, les différences et l'origine de ces nouveaux médicaments qui vont provoquer un tsunami.
Constrained peptides are very small proteins. They've got extra chemical bonds that constrain the shape of the molecule, and this makes them incredibly stable as well as highly potent. They're naturally occurring, our bodies actually produce a few of these that help us to combat bacterial, fungal and viral infections. And animals like snakes and scorpions use constrained peptides in their venom.
Les peptides contraints sont de très petites protéines. Des liaisons chimiques supplémentaires contraignent la forme de la molécule et cela les rend incroyablement stables ainsi que très puissantes. Elles sont naturelles : notre corps en produit afin de combattre les infections bactériennes, fongiques et virales. Entre autres, le venin des serpents et des scorpions contient des peptides contraints.
Drugs that are made of protein are called biologic drugs. So this includes constrained peptides, as well as medicines like insulin or antibody drugs like Humira or Enbrel. And in general, biologics are great, because they avoid several ways that drugs can cause side effects.
Les médicaments faits de protéines sont dits biologiques. Cela inclut les peptides contraints ainsi que des médicaments comme l'insuline ou des anticorps comme l'adalimumab ou l'étanercept. En général, les médicaments biologiques sont excellents parce qu'ils peuvent éviter l'apparition d'effets secondaires.
First, protein. It's a totally natural, nontoxic material in our bodies. Our cells produce tens of thousands of different proteins, and basically, all of our food has protein in it. And second, sometimes drugs interact with molecules in your body that you don't want them to. Compared to small molecule drugs, and by this I mean regular drugs, like aspirin, biologics are quite large.
Tout d'abord, les protéines. Elles sont totalement naturelles et non toxiques pour notre corps. Nos cellules produisent des dizaines de milliers de protéines et notre nourriture contient des protéines. De plus, des médicaments peuvent interagir avec des molécules du corps sans que ce soit voulu. Comparés aux petites molécules, c'est-à-dire des médicaments ordinaires, comme l'aspirine, les biologiques sont assez massifs.
Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly. Much like a lock and key. Well, a larger key has more grooves, so it's more likely to fit into a single lock. But most biologics also have a flaw. They're fragile. So they're usually administered by injection, because our stomach acid would destroy the medicine if we tried to swallow it.
Les molécules interagissent si leurs formes s'assemblent parfaitement, comme une serrure et une clé. Une clé plus grande, avec plus de rainures, ne correspond probablement qu'à une seule serrure. Mais la plupart des biologiques ont également un défaut. Ils sont fragiles. Ils sont donc généralement injectés, parce que l'acide de notre estomac les détruirait si on les avalait. Au contraire, les peptides contraints
Constrained peptides are the opposite. They're really durable, like regular drugs. So it's possible to administer them using pills, inhalers, ointments. This is what makes constrained peptides so desirable for drug development. They combine some of the best features of small-molecule and biologic drugs into one. But unfortunately, it's incredibly difficult to reengineer the constrained peptides that we find in nature to become new drugs.
sont aussi résistants que les médicaments normaux. On peut donc les administrer en utilisant pilules, inhalateurs et pommades. Voilà pourquoi les peptides contraints sont le futur des médicaments. Ils combinent des atouts des petites molécules et ceux des médicaments biologiques en un seul produit. Mais malheureusement, il est incroyablement difficile de façonner les peptides contraints naturels pour en faire des médicaments.
So this is where I come in. Creating a new drug is a lot like crafting a key to fit a particular lock. We need to get the shape just right. But if we change the shape of a constrained peptide by too much, those extra chemical bonds are unable to form and the whole molecule falls apart. So we needed to figure out how to gain control over their shape.
C'est là que j'interviens. Créer un nouveau médicament, c'est un peu comme fabriquer une clé pour s'adapter à une serrure particulière. Il faut obtenir la forme adéquate. Mais si on change trop la forme d'un peptide contraint, les liaisons chimiques ne se forment pas et la molécule entière s'effondre. Il faut donc trouver comment contrôler leur forme.
I was part of a collaborative scientific effort that spanned a dozen institutions across three continents that came together and solved this problem. We took a radically different approach from previous efforts. Instead of making changes to the constrained peptides that we find in nature, we figured out how to build new ones totally from scratch. To help us do this, we developed freely available open-source peptide-design software that anyone can use to do this, too.
J'ai participé à une collaboration scientifique entre une dizaine d'institutions, situées sur trois continents, dont l'union a résolu ce problème. Notre approche a radicalement différé des efforts précédents. Au lieu de modifier les peptides contraints naturels, nous avons trouvé comment en construire de nouveaux à partir de zéro. Pour cela, nous avons développé un logiciel gratuit de conception de peptides que tout le monde peut aussi utiliser.
To test our method out, we generated a series of constrained peptides that have a wide variety of different shapes. Many of these had never been seen in nature before. Then we went into the laboratory and produced these peptides. Next, we determined their molecular structures, using experiments. When we compared our designed models with the real molecular structures, we found that our software can position individual atoms with an accuracy that's at the limit of what's possible to measure. Three years ago, this couldn't be done. But today, we have the ability to create designer peptides with shapes that are custom-tailored for drug development.
Pour tester notre méthode, nous avons généré une série de peptides contraints avec une grande variété de formes différentes. Beaucoup n'avaient jamais été vues dans la nature. C'est ensuite au laboratoire que l'on a produit ces peptides. Nous avons déterminé leur structure moléculaire à l'aide d'expériences. En comparant nos modèles avec les structures moléculaires réelles, nous avons constaté que notre logiciel peut positionner des atomes avec une précision qui est à la limite de ce qu'on peut mesurer. Il y a trois ans, c'était infaisable. Aujourd'hui, nous pouvons concevoir et fabriquer des peptides avec des formes sur mesure pour le développement de médicaments.
So where is this technology taking us? Well, recently, my colleagues and I designed constrained peptides that neutralize influenza virus, protect against botulism poisoning and block cancer cells from growing. Some of these new drugs have been tested in preclinical trials with laboratory animals. And so far, they're all safe and highly effective.
Alors, où cette technologie nous mène-t-elle ? Eh bien, récemment, mes collègues et moi avons conçu des peptides contraints qui neutralisent le virus de la grippe, protègent contre le botulisme et arrêtent la croissance des cellules cancéreuses. Certains de ces médicaments ont été testés sur des animaux lors d'essais pré-cliniques. Et jusqu'à présent, ils sont tous sûrs et très efficaces.
Constrained peptide design is a cutting-edge technology, and the drug development pipeline is slow and cautious. So we're still three to five years out from human trials. But during that time, more constrained peptide drugs are going to be entering the drug development pipeline. And ultimately, I believe that designed peptide drugs are going to enable us all to break free from the constraints of our diseases.
La conception de peptides contraints est une technologie de pointe et le développement des médicaments est lent et prudent. Il faudra trois à cinq ans avant des essais sur un humain. Mais pendant ce temps, plus de médicaments vont être conçus à partir de peptides contraints. Finalement, je crois que ces médicaments basés sur des peptides façonnées vont nous permettre de nous libérer des contraintes de nos maladies.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)