La levure génétiquement modifiée produit des opiacés à partir du sucre

Un groupe de scientifiques de l'Université de Stanford sous la direction de la professeure de bio-ingénierie Christina Small (photo deuxième à gauche) mène depuis longtemps des expériences génétiques avec des levures. Récemment, ils ont réussi à faire une découverte sérieuse. En utilisant un certain nombre de modifications génétiques, ils ont obtenu un type de levure qui transforme le sucre en hydrocodone.

L'hydrocodone (Vicodin) est un opiacé semi-synthétique obtenu à partir des opiacés naturels de la codéine ou de la thébaïne. Il s'agit d'un analgésique narcotique efficace, dont la circulation en Russie est d'ailleurs interdite.

Bien que Vicodin soit interdit en Fédération de Russie, il est difficile de surestimer la signification scientifique de cette découverte. Selon l'Organisation mondiale de la santé, 5,5 milliards de personnes dans le monde n'ont pas ou presque pas accès aux analgésiques. La levure créée à Stanford peut produire de l'hydrocodone en trois à cinq jours.

Maintenant, la fabrication de tels analgésiques nécessite une longue procédure: premièrement, le pavot à opium est cultivé dans des fermes individuelles qui ont reçu l'approbation du gouvernement. Ensuite, il est collecté, traité et envoyé aux usines pharmaceutiques aux États-Unis, où la purification et la fabrication du médicament ont lieu.

La levure simplifie considérablement ce processus, de sorte que les analgésiques, en théorie, deviendront moins chers et plus abordables même dans les pays pauvres.

Avant la production d'opiacés, l'équipe de recherche de Christina Smolk a créé des levures génétiquement modifiées qui produisaient l'artémisinine, un médicament antipaludique. Cette expérience réussie a prouvé la possibilité de fabriquer d'autres médicaments de la même manière.

«Lorsque nous avons commencé à travailler il y a dix ans, de nombreux experts considéraient qu'il était impossible de créer de la levure qui remplace l'ensemble du processus de la ferme à la production», explique le professeur Smolk. Cependant, il a été possible de prouver que cela est toujours réel. Certes, alors que la libération du médicament est extrêmement faible: pour obtenir une dose d'analgésique, il faut jusqu'à 16 650 litres de levure génétiquement modifiée. Mais surtout, l'expérience a prouvé la possibilité théorique d'un tel processus.

La levure génétiquement modifiée contient 23 gènes étrangers provenant de cinq organismes représentés dans l'illustration (de haut en bas): pavot de Californie, rat, poisson fumé, bactérie et pavot à opium.



Des fragments d'ADN de ces organismes ont été introduits dans des cellules de levure. Avec leur aide, les cellules pourraient produire toutes les enzymes nécessaires à la conversion du sucre en hydrocodone, qui bloque les récepteurs de la douleur dans le cerveau.

«Les enzymes produisent et détruisent des molécules», explique Stephanie Galanie, étudiante diplômée de Stanford et membre du Small Research Group. «Ce sont les héros de la lutte contre la biologie.»

De nombreuses plantes, dont le pavot à opium, produisent la molécule de S-réticuline, précurseur de principes actifs ayant des propriétés analgésiques. Dans le pavot à opium, la S-réticuline se transforme naturellement en une version miroir de la R-réticuline. L'équipe de recherche du professeur Smolk a découvert une enzyme qui reconfigure la réticuline.


S-réticuline et R-réticuline

Après reconfiguration de la réticuline, d'autres enzymes prennent le relais, dont six enzymes du rat pour achever la production de la molécule souhaitée.

Lors des tests expérimentaux, deux lignes de production ont été organisées. Un produit du tebain, qui peut être utilisé pour fabriquer des analgésiques. De l'autre, l'hydrocodone.

«Ce n'est que le début», explique Small. "La technique que nous avons développée pour les analgésiques opiacés peut être adaptée pour produire de nombreux médicaments à base de plantes pour lutter contre le cancer, les maladies infectieuses et les maladies chroniques telles que l'hypertension artérielle et l'arthrite."

L'article scientifique «Biosynthèse complète des opioïdes dans la levure» a été publié le 14 août 2015 dans la revue Science .

Source: https://habr.com/ru/post/fr382957/