Secrets de fabrique

plantes pharmaciennes

De drôles d’usines à médicaments

Les êtres vivants sont d’excellentes usines chimiques : leurs cellules sont capables de synthétiser les molécules les plus complexes. Aujourd’hui, les scientifiques ont de plus en plus souvent recours à leur savoir-faire pour produire les protéines humaines nécessaires au traitement de certains malades.

Quelques dates

1982

Commercialisation de l ’insuline recombinante produite par la bactérie Escherichia coli.

1994

Des tomates transgéniques produisent la glycoprotéine du virus de la rage.

1995

Des chercheurs londoniens montrent qu ’un anticorps monoclonal produit dans du tabac peut retarder l ’apparition de la bactérie responsable de la carie dentaire,Streptococcus mutans,chez l ’homme.

1997

Limagrain Bio-Santé et l ’Inserm réussissent à fabriquer des plants de tabac transgéniques produisant la structure protéique de base de l ’hémoglobine humaine,à laquelle il faut ajouter un atome de fer pour qu ’elle soit fonctionnelle.

1998

Du soja transgénique produit un anticorps monoclonal contre le virus de l ’herpès génital efficace

chez la souris.

1998

Des chercheurs américains créent des porcs exprimant l ’hormone de croissance humaine dans...leur urine !

1999

Les chercheurs de Genzyme Transgenics créent trois chèvres produisant,dans leur lait, l ’antithrombine III humaine.

Pour en savoir plus

Sites Internet

• www.genzyme.com

• www.evariste.anvar.fr/100tc/

1996/f009.html

Bibliographie

• DJA Crommelin,RD Findelar (1997)

Pharmaceutical Biotechnology,

Harwood Academic Publishers,

Amsterdam

Des protéines sur mesure

Des protéines naturelles... • À l’origine, les protéines d’intérêt thérapeutique (enzymes, interféron, hormones...) étaient extraites de sang, de placentas ou d’autres tissus humains, voire même, dans certains cas, de tissus animaux.

Une approche limitée et dangereuse • Les quantités de tissus humains disponibles sont limitées ; • les protéines extraites à partir de telles sources présentent des risques de contamination par des virus, notamment ceux du sida et de l’hépatite B, ou par des prions ; • les protéines animales présentent le risque de déclencher des réactions allergiques.

... Aux protéines recombinantes • On a identifié et cloné des gènes gouvernant la synthèse des principales protéines humaines d’intérêt thérapeutique, ce qui a permis de les faire produire en grandes quantités par des organismes étrangers.

Secrets de fabrique

Une fois isolé, le gène de la protéine recherchée est inséré dans un vecteur, en général un plasmide, qui lui permet de se répliquer. L’ensemble est ensuite introduit dans le génome d’un organisme hôte qui assurera la synthèse de la protéine.

Production de molécules complexes • Parfois, la synthèse d’une molécule thérapeutique nécessite l’intervention de plusieurs enzymes. C’est le cas, par exemple, des hormones stéroïdiennes humaines. Des scientifiques ont réussi à reconstituer la voie de biosynthèse de ces hormones dans la levure de boulanger, Saccharomyces cerevisiae, en modifiant massivement son génome. Au total, 6 gènes ont été insérés – humains, mais aussi bovins ou végétaux ! – ou modifiés pour arriver à ce résultat.

Les plantes pharmaciennes

Plus récemment, sont apparus les mammifères produisant dans leur lait, leur sang, leur urine ou même leur sperme, une protéine humaine. Mais les industriels misent de plus en plus sur les plantes pour produire des protéines recombinantes, car elles présentent de nombreux avantages.

Un coût réduit • Contrairement au développement et à l’élevage d’animaux transgéniques, qui sont très coûteux, il est possible d’obtenir de grandes quantités de biomasse dans des conditions économiques très compétitives, et par conséquent, de réduire le coût de production des protéines thérapeutiques.

Une sécurité accrue • L’utilisation des plantes pour produire des médicaments évite le risque de contamination par des agents infectieux pour l’homme, qui ne se développent pas dans les cellules végétales.

Simplicité de production et de stockage • La synthèse de la protéine médicament peut être orientée dans les organes de la plante les plus faciles à stocker et pour lesquels les procédés d’extraction sont déjà bien maîtrisés dans le secteur agroalimentaire.

Une administration aisée • Lorsque la protéine peut être administrée oralement, il est possible d’orienter sa

synthèse dans les organes comestibles de la plante : les semences de céréales, de haricot ou de pois, les tubercules de pomme de terre, les racines de carottes ou de betterave, mais également les fruits des bananiers par exemple.

Les organismes producteurs sont en général des bactéries (Escherichia coli par exemple) ou des levures (la levure de boulangerie Saccharomycescerevisae), cultivées dans des fermenteurs.

Une meilleure qualité pharmacologique • Les cellules végétales disposent des enzymes nécessaires à la maturation des protéines. La finition des protéines réalisée dans des cellules de mammifères diffère toutefois légèrement de celle réalisée dans une cellule végétale, ce qui nécessite quelques ajustements si l’on veut éviter les risques d’allergies !

©Conception graphique : E. Simonin - Impression : Multiplast

©INSERM

Une seule banane génétiquement modifiée pourrait fournir 10 doses de vaccin contre l’hépatite B. Cette expérience serait susceptible de s’appliquer à d’autres plantes comestibles.

©INSERM

©INSTITUT PASTEUR

©INSERM

• Exposition réalisée sous l’égide de Centrale-Santé, par Clotilde Léger

et Patrick Philipon (Biofutur) avec le concours de l’Inserm •

L’hormone de croissance humaine, jadis extraite d’hypophyses prélevées sur des cadavres, est aujourd’hui produite par la bactérie Escherichia coli. Le risque de contracter la maladie de Creutzfeldt-Jakob (transmise par un prion éventuellement présent dans les extraits d’hypophyse) est donc nul.