Vers la fin des pénuries de médicaments

7 janvier 2021

La pandémie a révélé des faiblesses dans les chaînes d’approvisionnement en médicaments. Une petite levure pourrait corriger cette faille en nous offrant une indépendance pharmaceutique!

Sédatifs, analgésiques, inhalateurs : des pénuries de médicaments essentiels ont frappé plusieurs hôpitaux durant les premiers mois de la pandémie. « Beaucoup de ces médicaments sont fabriqués à partir de molécules de base qui ne sont pas produites au Canada, explique Vincent Martin, titulaire de la Chaire de recherche de l’Université Concordia en génie microbien et en biologie synthétique. Par exemple, plusieurs antidouleurs nécessitent des molécules provenant de plantes qui ne peuvent être cultivées légalement ici. On est totalement dépendant des importations. »

Faciliter la production de ces molécules en sol canadien pourrait régler le problème. Or, recréer ces procédés naturels en laboratoire est souvent si complexe, et les rendements si faibles, que le processus n’a jamais permis d’atteindre l’échelle commerciale.

Cela pourrait changer grâce à l’équipe de Vincent Martin, qui a conçu une plateforme permettant la synthèse d’une molécule de base fondamentale pour l’industrie du médicament : la tétrahydro-isoquinoline (THIQ). Celle-ci est le point de départ d’une hiérarchie de composés, des métabolites, à partir desquels plus de 3 000 molécules bioactives sont formées.

« On voulait une molécule qui pourrait jouer un rôle dans toute l’industrie pharmaceutique, confie Vincent Martin. Des métabolites de la THIQ entrent dans la composition d’une multitude de médicaments indispensables, de la morphine jusqu’au traitement de la maladie de Parkinson. »

Le secret de l’équipe ? Une simple levure, la même qu’on emploie pour fabriquer le pain et la bière. Et évidemment de solides connaissances en génie génétique.

« Nous ne sommes pas les premiers à répliquer chez la levure la voie métabolique qui mène à la THIQ ainsi qu’aux métabolites qui en découlent, indique Michael Pyne, chercheur postdoctoral et premier auteur de l’étude parue en juillet dans la revue Nature Communications. Ceux qui y sont parvenus n’obtenaient toutefois que des quantités infimes. »

Ces mauvais rendements sont attribuables à la levure, qui utilise pour elle-même les molécules qu’elle produit plutôt que de les laisser filer pour la fabrication de médicaments. Après plusieurs années de recherche, l’équipe du professeur Martin a réussi son défi : une culture de levure qui donne en quelques jours jusqu’à cinq grammes de réticuline par litre de solution. Ce métabolite de la THIQ est nécessaire entre autres pour la synthèse de la morphine. Un rendement 57 000 fois supérieur aux précédents essais !

Le procédé pourrait même dépasser le rendement obtenu par la culture de plantes. Par exemple, l’une des plus importantes molécules libérées par un plant de cannabis est le tétrahydrocannabinol, mais cette plante complexe fabrique des centaines d’autres composés, dont le cannabidiol et le cannabigérol, et plusieurs autres qui intéressent la communauté médicale. « Une plante forme des milliers de molécules, certaines en grandes quantités et d’autres en quantités minimes. Avec notre plateforme, on peut cibler n’importe laquelle de ces molécules rares et les produire à des niveaux jamais égalés », ajoute Vincent Martin.

Ce n’est pas le seul avantage de cette plateforme. « Notre levure peut aussi fabriquer des molécules jusqu’ici inconnues, dit Michael Pyne. En modifiant certains de ses gènes ou certaines de ses enzymes, ou même en altérant le milieu de culture qui la nourrit, on pourrait créer des molécules aux propriétés médicinales inédites. »

L’équipe du professeur Martin travaille avec des partenaires industriels pour amener cette technologie vers la production à grande échelle. Une transition qui pourrait accélérer la découverte de nouveaux médicaments, mais aussi assurer l’accès à des ressources médicales de première nécessité en temps de crise.

Ont aussi participé à cette découverte : Kaspar Kevvai, Lauren Narcross et Leanne Bourgeois, de l’Université Concordia, ainsi que des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley.

AUTEUR: RENAUD MANUGUERRA-GAGNÉ

SOURCE: QUÉBEC-SCIENCE, DANS LE CADRE DE LA SÉRIE LES 10 DÉCOUVERTES SCIENTIFIQUES DE 2020

 

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