Chiralité

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Dernière modification de cette page le 04 novembre 2016
Anglais : chirality
Espagnol : quiralidad
Allemand : Chiralität
Étymologie : grec χείρ kheír main, suffixe latin –itas –ité indiquant un état ou une condition
n. f. Propriété de tout objet qui, comme la main, est dépourvu de tout élément de symétrie et non superposable à son image dans un miroir. La chiralité est une caractéristique essentielle des constituants cellulaires et moléculaires des organismes vivants.
Dans le cas d’une molécule, la chiralité (énantiomérie) est caractérisée par la présence d’un ou davantage de stéréocentres ou centres de chiralité. Un stéréocentre peut être un atome de carbone asymétrique présentant quatre substituants différents ou un hétéroatome (N, P, S) comportant trois substituants différents, le quatrième étant représenté par la paire d’électrons libre. D’autres cas d’énantiomérie : atropisomérie, isoméries des spiranes et des allènes sont également connues.
La chiralité conduit à des énantiomères (deux molécules chirales) dont l’un déviant la lumière polarisée à droite, appelé dextrogyre est représenté par le signe (+) et l’autre la déviant à gauche avec la même valeur absolue, appelé lévogyre est représenté par le signe (-). Le mélange des énantiomères en quantités égales appelé racémique, représenté par le signe (±), ne dévie pas la lumière polarisée.


Chiralité des médicaments

La structure stéréoélectronique propre de chaque énantiomère d’un médicament peut conduire à des interactions et à des affinités de fixation différentes sur sa cible biologique conduisant à une variation de l’expression de son activité. Les médicaments chiraux peuvent être obtenus par extraction à partir de sources naturelles, par séparation d’un mélange racémique ou par synthèse asymétrique. Ils peuvent comporter un ou davantage de centres de chiralité.
Les énantiomères d’un médicament peuvent posséder des activités différentes, présenter une activité pour l’un des deux (eutomère) et en être dépourvu pour l’autre (distomère), avoir la même activité thérapeutique, avec ou sans la même intensité. On voit ainsi l’intérêt de disposer des différents stéréoisomères d’un médicament afin d’étudier l’activité propre de chacun d’eux, afin de retenir exclusivement l’eutomère pour les besoins thérapeutiques. Cette approche permet de réduire les effets secondaires et les interactions médicamenteuses, d’avoir un composé plus actif que le mélange racémique et, dans certains cas, d’accéder à deux activités différentes.

Les exemples suivants illustrent les relations entre la chiralité et l’activité de quelques médicaments :
  • Présence d‘un centre de chiralité : c'est le cas du citalopram (antidépresseur) ; l’énantiomère (S)-(+)- citalopram ou escitalopram, est environ 100 fois plus actif que l’antipode R(-)-citalopram. De même, la S-(+)-fluoxétine (antidépresseur) possède une activité légèrement plus puissante que la R-(-)-fluoxétine  ; la (S)-(+)-kétamine, un anesthésique général de synthèse de courte durée d’action, est plus puissant que l'isomère (R)-(-) ; l’énantiomère lévogyre, (S)-(-)-ofloxacine ou lévofloxacine (fluoroquinolone de seconde génération) est plus actif que le racémique ou (R,S)-ofloxacine.
  • Présence de deux centres de chiralité : on observe deux paires d'énantiomères RR, SS, RS et SR ; c'est le cas des énantiomères de l’éphédrine RS et SR (analeptique cardio-vasculaire) et des énantiomères de la pseudoéphédrine RR, et SS (décongestionnant des voies aériennes supérieures). Éphédrine et pseudoéphédrine sont diastéréoisomères.
    Lorsque les deux centres de chiralité d’une molécule comportent le même substituant, trois stéréo-isomères sont possibles : un énantiomère dextrogyre, un énantiomère lévogyre et un troisième dérivé méso, inactif sur la lumière polarisée. Ainsi l’éthambutol ((antituberculeux)), possèdant deux centres de chiralité, forme trois stéréo-isomères, avec le dexambutol ou (S,S)-(+)-éthambutol, seul utilisé en thérapeutique en raison de la toxicité du (R,R)-(-)-éthambutol et du dérivé méso ou (R,S)-éthambutol.
  • Présence de n stéréocentres formant 2n énantiomères : c’est le cas de diverses molécules et en particulier des substances naturelles (stéroïdes, alcaloïdes …) dont un seul stéréoisomère présente l’activité. Ainsi, la morphine possède divers stéréocentres, mais, seule la (-)-morphine naturelle lévogyre possède les propriétés analgésiques ; la (+)-morphine est inactive.

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