des-cellules-de-levure-pour-créer-des-usines-à-médicaments
Depuis l’Antiquité, des cultures sur presque tous les continents ont découvert que certaines feuilles de plantes, lorsqu’elles étaient mâchées, brassées ou frottées sur le corps, pouvaient soulager diverses affections et même parfois causer la mort.

Reprogrammer des cellules de levure

Aujourd’hui, les sociétés pharmaceutiques importent ces plantes autrefois rares de fermes spécialisées et en extraient des composés chimiques actifs pour fabriquer des médicaments comme la scopolamine, qui soulage le mal des transports et les nausées postopératoires, et l’atropine, qui freine la bave associée à la maladie de Parkinson ou aide à maintenir la fonction cardiaque lors de l’intubation des patients atteints de COVID-19 et de leur mise sous respirateur.
Maintenant, les ingénieurs de Stanford recréent ces anciens remèdes en reprogrammant génétiquement la machinerie cellulaire d’une souche spéciale de levure, les transformant efficacement en usines microscopiques qui convertissent les sucres et les acides aminés en ces drogues folkloriques, à peu près de la même manière que la levure de bière peut naturellement convertir les sucres en alcool.
« Les pénuries de médicaments que nous constatons autour de la crise du COVID-19 nous font comprendre pourquoi nous avons besoin de nouveaux moyens plus fiables pour nous procurer ces médicaments à base de plantes, qui mettent des mois, ou des années, à pousser et proviennent de quelques pays, où le changement climatique, les catastrophes naturelles et les questions géopolitiques peuvent perturber l’approvisionnement », a déclaré Christina Smolke, professeur de bio-ingénierie.
Prashanth Srinivasan, un étudiant diplômé du laboratoire de Smolke et premier auteur de l’article, a effectué la reprogrammation de la levure en usine. Avec un esprit d’ingénieur, il a considéré chacun des organites de la levure comme des postes de travail sur une chaîne de montage. Il a imaginé le noyau comme le centre de contrôle de l’usine, régulant le processus chimique étape par étape qui est nécessaire à l’assemblage des composés médicinaux. Les mitochondries nécessitaient une attention particulière.

Des alcaloïdes de tropane

Les cellules utilisent des électrons pour accrocher ou décrocher les molécules sur la chaîne de montage, et Srinivasan en avait besoin de beaucoup pour fabriquer les produits qu’il souhaitait – une famille de composés chimiques complexes appelés alcaloïdes de tropane. Les humains utilisent ces composés depuis des millénaires pour tout, du soulagement des maux de dents et de ventre à la conduite de rituels religieux et à l’empoisonnement de leurs rivaux.
Smolke et son équipe ont passé trois ans à effectuer un total de 34 modifications génétiques de l’ADN de la levure pour contrôler chaque étape du processus d’assemblage chimique des alcaloïdes du tropane. Leur approche – appelée ingénierie métabolique – est une forme plus précise de biotechnologie dans laquelle la reprogrammation génétique utilise ou modifie les processus cellulaires naturels pour fabriquer des produits répondant aux besoins de l’homme.
Par exemple, lorsque la levure de bière produit de l’alcool, les cellules expulsent naturellement ce produit chimique afin que nous puissions le recueillir et le boire. L’équipe de Stanford a soigneusement conçu les organites et les membranes de sa levure artificielle pour s’assurer que ses molécules complexes d’alcaloïdes de tropane sortent intactes de la chaîne de montage chimique afin qu’elles puissent être utilisées dans des médicaments.

Une start-up pour produire à grande échelle des médicaments 

Smolke, qui a déjà utilisé la levure artificielle pour produire une famille différente de médicaments analgésiques à base de plantes, a cofondé une start-up biotechnologique qui va concéder une licence pour la technologie de Stanford afin de pouvoir produire à grande échelle les quantités expérimentales de médicaments produites par ces usines cellulaires, ce qui devrait prendre environ deux ans.
« Les plantes sont les meilleurs chimistes du monde », a déclaré Mme Smolke. « Nous voulons récapituler leurs chimies uniques et utiles dans des microbes domestiqués pour construire des molécules complexes inspirées du monde naturel mais adaptées pour mieux répondre aux besoins de l’homme ».
Cette recherche a été publiée dans Nature.
Source : Stanford University
Crédit photo : Pexels

Des cellules de levure pour créer des usines à médicamentsmartinbiothechnologie
Depuis l'Antiquité, des cultures sur presque tous les continents ont découvert que certaines feuilles de plantes, lorsqu'elles étaient mâchées, brassées ou frottées sur le corps, pouvaient soulager diverses affections et même parfois causer la mort. Reprogrammer des cellules de levure Aujourd'hui, les sociétés pharmaceutiques importent ces plantes autrefois rares de fermes...