Cette étape vise à affiner les séries de composés « hit » les plus encourageants afin d’identifier et de générer des composés sélectifs ayant une meilleure puissance, des activités hors-cible réduites et des propriétés pharmacocinétiques adéquates pour des modèles d’efficacité in vivo ultérieurs. Les premiers efforts de chimie médicinale réalisés à ce stade sont pour la conception et la synthèse de nouveaux analogues basés sur les séries de composés « hits » dans le but de déterminer rapidement les relations structure-activité (SAR) potentielles.
Une première évaluation des propriétés d’absorption-distribution-métabolisme-excrétion (ADME) est également effectuée sur les « hits » ou les séries de composés « hits » de sorte que les composés prometteurs puissent être priorisés très tôt dans le processus.