Des chercheurs de l’Université de Bath ont innové avec une méthode plus écologique, plus simple et moins coûteuse pour le développement de médicaments utilisant une enzyme extraite de la fleur. Oldenlandia affinis pour produire des protéines et des peptides cycliques stables, révolutionnant potentiellement la production pharmaceutique et applicables dans diverses industries. Crédit : Peter Warren
Les scientifiques de l’Université de Bath se sont inspirés de la nature pour développer un nouvel outil qui aidera les chercheurs à développer de nouveaux traitements pharmaceutiques d’une manière plus propre, plus écologique et moins coûteuse.
Les traitements médicamenteux agissent souvent en se liant à des protéines qui jouent un rôle dans les maladies, inhibant ainsi leur fonction. Ce processus peut soit soulager les symptômes, soit traiter directement la maladie.
Au lieu de s’appuyer sur des médicaments traditionnels à petites molécules, qui ont souvent du mal à perturber les interactions protéiques, l’industrie pharmaceutique explore l’utilisation de petites protéines appelées « peptides ». Ces peptides fonctionnent de manière similaire, offrant ainsi un moyen potentiellement plus efficace de bloquer ces interactions.
Les défis liés aux peptides et aux protéines
Cependant, les peptides et les protéines ne constituent souvent pas de très bons médicaments car leurs structures 3D peuvent se défaire, ils sont sensibles aux températures élevées et peuvent être difficiles à pénétrer dans les cellules du corps, où se trouvent de nombreuses cibles médicamenteuses passionnantes mais difficiles.
Aujourd’hui, des scientifiques de l’Université de Bath ont mis au point un moyen de contourner ce problème ; normalement, les protéines et les brins peptidiques ont un début et une fin – en réunissant ces extrémités libres, il est possible de créer des protéines et des peptides « cycliques » très rigides, ce qui améliore la stabilité thermique et chimique et facilite leur introduction dans les cellules.
Utiliser des enzymes végétales pour la production de masse
Ils ont pris une enzyme appelée OaAEP1 de Oldenlandia affinis, une petite fleur violette qui pousse sous les tropiques, et l’a modifiée avant de la transférer dans des cellules bactériennes. Ces cultures bactériennes ont été cultivées afin de pouvoir produire en masse une protéine tout en joignant simultanément les extrémités en une seule étape.
Les plantes peuvent effectuer ce processus naturellement, mais il est lent et à faible rendement. Alternativement, la cyclisation peut être effectuée chimiquement en isolant l’enzyme puis en mélangeant plusieurs réactifs dans un tube à essai, mais cela nécessite plusieurs étapes et utilise des solvants chimiques toxiques.
Système bactérien plus simple et moins cher
Placer l’ensemble du processus dans un système bactérien augmente le rendement, utilise des réactifs biologiquement plus durables et nécessite moins d’étapes. C’est donc beaucoup plus simple et moins cher.
Pour démontrer cette approche, les scientifiques ont appliqué leur technologie bactérienne OaAEP1 à une protéine appelée DHFR et ont découvert que la réunion de ses extrémités de tête et de queue la rendait plus résistante aux changements de température tout en conservant sa fonction normale.
Points de vue d’experts sur l’avancement
Le professeur Jody Mason, du département des sciences de la vie de l’université de Bath, a déclaré : « Les protéines et les peptides sont généralement assez sensibles à la chaleur, mais la cyclisation les rend beaucoup plus robustes. Le Oldenlandie la plante produit naturellement des protéines cycliques dans le cadre d’un mécanisme de défense visant à dissuader les prédateurs. Nous avons donc exploité ce super pouvoir de la fleur en modifiant OaAEP1 et en le combinant avec la technologie de production de protéines bactériennes existante pour créer un outil vraiment puissant qui aidera l’industrie de la découverte de médicaments.
Le Dr Simon Tang, associé de recherche au Département des sciences de la vie de l’Université de Bath, a déclaré : « Les protéines et les peptides sont des candidats médicaments très prometteurs, mais un goulot d’étranglement important pour le développement de nouveaux traitements thérapeutiques est la production de suffisamment de substances pour atteindre patients sans encourir un coût astronomique.
« Notre nouveau procédé laisse les bactéries faire tout le travail. Le résultat est également plus propre et plus écologique, et comme il comporte moins d’étapes, il est beaucoup plus simple à réaliser. Nous sommes vraiment enthousiasmés par les applications potentielles de cette technologie, non seulement pour l’industrie pharmaceutique, mais aussi pour d’autres industries telles que l’industrie alimentaire, l’industrie des détergents, la biotechnologie et la production de bioénergie.
Les chercheurs ont déposé un brevet pour cette technique.
L’étude a été financée par le Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques.
