Des médicaments anticancéreux en quantité limitée? La solution se trouve dans la levure de bière
Bien qu’il figure sur la liste des médicaments essentiels établie par l’Organisation mondiale de la santé, cet anticancéreux appelé vinblastine a la réputation d’être difficile à obtenir à partir de sa source naturelle, une plante appelée pervenche de Madagascar. Il est également impossible de la répliquer en vue d’une production de masse en recourant à la chimie de synthèse. En utilisant la biologie de synthèse, une équipe internationale de chercheurs est parvenue à concevoir une levure (la même levure utilisée depuis des siècles pour produire de la bière et du pain) afin d’augmenter l’offre de cet important médicament anticancéreux. Une étude décrivant le processus a été publiée dans la revue «Nature». «La plateforme de la levure que nous avons mise au point facilitera la production abordable et écologique de vinblastine et des plus de 3 000 autres molécules qui font partie de cette famille de produits naturels», explique l’auteur principal de l’étude, le Dr Jay Keasling de l’université technique du Danemark (DTU) dans un article publié sur «Newswise». La DTU est la coordinatrice de MIAMi, un projet de l’UE qui a financé ces recherches. «En plus de la vinblastine, cette plateforme favorisera la production de traitements contre les toxicomanies, le paludisme et de nombreuses autres maladies», poursuit Jay Keasling. La vinblastine appartient à un groupe de composés botaniques appelés alcaloïdes indoliques monoterpénoïdes (AIM) qui sont utilisés pour traiter différentes maladies humaines. Elle sert de traitement dans plusieurs types de cancer, comme les lymphomes et les cancers du testicule, de l’ovaire, du sein, de la vessie et du poumon. Elle procède en inhibant la division cellulaire, empêchant ainsi le cancer de se développer. Malheureusement, les structures atomiques complexes des AIM limitent leur réplication à l’aide de la chimie de synthèse. Par conséquent, la seule alternative jusqu’à présent pour produire de la vinblastine consiste à cultiver et à récolter sa plante source en énormes quantités afin d’extraire les molécules nécessaires à la fabrication du médicament. Plus précisément, il faut 500 kg de feuilles de pervenche de Madagascar séchées pour produire un seul gramme du médicament.
Une nouvelle voie pour la production de vinblastine
L’équipe de recherche s’est attelée à concevoir un processus de production basé sur des microbes afin de créer de la vinblastine, étant donné que ce médicament couramment utilisé en chimiothérapie a souvent été difficile à obtenir ces dernières années. Toutefois, produire un AIM en utilisant de la levure comme organisme hôte a représenté un défi de taille. «La voie biosynthétique en 31 étapes de la vinblastine, qui n’a été complètement déterminée qu’en 2018, est incroyablement complexe», note le premier auteur, le Dr Jie Zhang, également de la DTU. «Cette étude met en avant la plus longue voie biosynthétique remaniée en une usine cellulaire microbienne à ce jour, qui comporte 30 étapes enzymatiques pour convertir deux molécules créées naturellement par la levure en catharanthine et vindoline: les précurseurs de la vinblastine.» Au total, 56 modifications génétiques ont été réalisées pour obtenir une souche capable de produire des quantités constantes et suffisantes de ces deux molécules. Après ce succès, rendu possible grâce à un soutien partiel de MIAMi (Refactoring monoterpenoid indole alkaloid production in microbial cell factories), les chercheurs entendent aborder la production d’autres AIM anticancéreux, comme la vincristine et l’irinotécan. Jie Zhang conclut: «La voie pourrait également être augmentée pour produire des AIM inédits, susceptibles de présenter de meilleures propriétés pharmacologiques comme une plus grande efficacité ou moins d’effets secondaires. Nous pourrions ainsi examiner l’espace chimique presque infini avec de nombreuses bioactivités inédites.» Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet MIAMi
Mots‑clés
MIAMi, cancer, vinblastine, médicament anticancéreux, levure, molécule, alcaloïde indolique monoterpénoïde