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Sciences · Chimie

La chimie des médicaments

Un médicament associe un principe actif, la molécule qui agit sur l’organisme, à des excipients qui facilitent sa prise. La chimie permet d’extraire, de synthétiser, de modifier et de contrôler ces molécules.

Mis à jour le 4 min de lecture

Pendant des millénaires, les remèdes ont été des plantes, des minéraux ou des extraits animaux. Au XIXᵉ siècle, les chimistes ont appris à isoler les molécules responsables de leur effet, puis à les fabriquer et à les améliorer. Aujourd’hui, la plupart des médicaments courants sont des petites molécules issues de la chimie organique de synthèse, tandis qu’une part croissante est constituée de grosses molécules biologiques, comme les anticorps produits par des cellules vivantes.

Les composants d’un médicament

ComposantRôleExemples
Principe actifeffet thérapeutiqueparacétamol, ibuprofène, amoxicilline
Diluants, liantsdonner du volume et de la cohésion au comprimélactose, cellulose microcristalline, amidon
Désintégrantsfaire éclater le comprimé dans l’estomacamidon, croscarmellose
Enrobagemasquer le goût, protéger de l’acidité gastrique, ralentir la libérationpolymères, sucre
Conservateurs, arômes, colorantsstabilité et acceptabilitéparabènes, arômes fruités

Certains excipients sont dits « à effet notoire » (lactose, aspartame, alcool…) : ils doivent figurer sur la notice car ils peuvent poser problème à certains patients.

D’où viennent les principes actifs ?

Des molécules naturelles

MoléculeSource naturelleUsage
Morphinepavot à opiumdouleurs intenses ; isolée vers 1804-1805 par Friedrich Sertürner
Quinineécorce de quinquinapaludisme ; isolée en 1820 par Pelletier et Caventou
Digoxinedigitaleinsuffisance cardiaque
Pénicillinemoisissure Penicilliumantibiotique ; découverte par Alexander Fleming en 1928
Paclitaxel (Taxol)if du Pacifiquecancers
Artémisininearmoise annuellepaludisme ; prix Nobel 2015 de Tu Youyou

Des molécules hémisynthétiques

On part d’une molécule naturelle et on la modifie pour améliorer son efficacité ou sa tolérance. L’exemple fondateur est l'aspirine : l’acide salicylique, dérivé du saule et de la reine-des-prés, était efficace mais très irritant pour l’estomac. En 1897, chez Bayer, Felix Hoffmann en synthétise une forme acétylée, l’acide acétylsalicylique, mieux tolérée, commercialisée en 1899. De nombreuses pénicillines modernes (amoxicilline) sont aussi hémisynthétiques.

Des molécules entièrement synthétiques

Le paracétamol, l’ibuprofène, la plupart des antihypertenseurs, des anxiolytiques ou des antiviraux sont fabriqués à partir de petites molécules simples, souvent issues de la pétrochimie, en plusieurs étapes de synthèse.

Des médicaments biologiques

L’insuline, les vaccins, les anticorps monoclonaux et les hormones de croissance sont des protéines ou des assemblages complexes produits par des bactéries, des levures ou des cellules modifiées par génie génétique. Leur copie s’appelle un biosimilaire.

Comment agit un principe actif ?

La plupart des médicaments agissent en se fixant sur une cible biologique, souvent une protéine, à la manière d’une clé dans une serrure :

Type de cibleMode d’actionExemple
Enzymeinhibition de son activitél’aspirine et l’ibuprofène bloquent les cyclo-oxygénases, enzymes qui fabriquent les prostaglandines de l’inflammation
Récepteuractivation (agoniste) ou blocage (antagoniste)la morphine active les récepteurs opioïdes ; les bêtabloquants bloquent les récepteurs de l’adrénaline
Canal ioniqueouverture ou fermetureanesthésiques locaux sur les canaux sodium
Transporteurblocagecertains antidépresseurs sur les transporteurs de la sérotonine
Constituant bactériendestruction ou blocagela pénicilline empêche la construction de la paroi des bactéries

La forme exacte de la molécule compte : deux énantiomères (molécules images l’une de l’autre dans un miroir) peuvent avoir des effets très différents. Le drame de la thalidomide, à la fin des années 1950, a provoqué des milliers de malformations chez des nouveau-nés et a conduit à renforcer considérablement les contrôles des médicaments.

De la molécule au médicament

ÉtapeDurée indicativeContenu
Rechercheplusieurs annéesidentification d’une cible, criblage de milliers de molécules, optimisation chimique
Études précliniques1 à 5 anstests sur cellules et animaux : efficacité, toxicité, devenir dans l’organisme
Essais cliniques phase I—petit nombre de volontaires : tolérance, dose
Phase II—patients : efficacité, dose optimale
Phase III—centaines à milliers de patients, comparaison avec le traitement de référence
Autorisation de mise sur le marché—délivrée par l’Agence européenne des médicaments ou l’ANSM en France
Pharmacovigilance (phase IV)toute la vie du produitsurveillance des effets indésirables

Le développement complet dure souvent plus de dix ans, et seule une petite fraction des molécules candidates aboutit à un médicament.

Fabrication et contrôle

La synthèse industrielle d’un principe actif enchaîne des réactions, des purifications (cristallisation, chromatographie) et des contrôles de pureté très stricts. Les industriels cherchent aussi à réduire solvants et déchets, très importants dans ce secteur (voir la chimie verte).

Les génériques

Quand le brevet d’un médicament expire (en général vingt ans après son dépôt, avec des prolongations possibles), d’autres laboratoires peuvent produire des génériques : même principe actif, même dosage, même forme, avec une bioéquivalence démontrée. Les excipients peuvent différer.

Questions fréquentes

Un médicament naturel est-il moins dangereux ?

Non. La morphine, la digoxine ou la colchicine sont naturelles et très toxiques à forte dose. C’est la dose qui fait le poison ; tout médicament doit être pris selon la prescription ou la notice, et l’avis d’un médecin ou d’un pharmacien.

Quelle différence entre principe actif et médicament ?

Le principe actif est la molécule qui agit. Le médicament est le produit fini : principe actif, excipients, forme (comprimé, sirop, injection), dosage et conditionnement.

Pourquoi les antibiotiques n’agissent-ils pas sur les virus ?

Ils visent des structures propres aux bactéries, comme leur paroi ou leurs ribosomes, que les virus ne possèdent pas. Voir virus et bactéries.

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