Des scientifiques de l'Université de Bath ont développé un nouvel outil inspiré de la nature pour aider les chercheurs à développer de nouveaux traitements médicamenteux d'une manière plus propre, plus écologique et plus rentable. Les traitements médicamenteux agissent souvent en se liant à des protéines qui jouent un rôle dans la maladie, inhibant ainsi leur fonction. Cette procédure peut soulager les symptômes ou traiter directement la maladie.
Les médicaments traditionnels à petites molécules ont souvent du mal à perturber les interactions entre les protéines, et 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.
Cependant, les peptides et les protéines ne constituent souvent pas de bons médicaments car leurs structures tridimensionnelles peuvent se défaire, sont sensibles aux températures élevées et ont des difficultés à pénétrer dans les cellules humaines, où existent de nombreuses cibles médicamenteuses passionnantes mais difficiles.
Aujourd'hui, des scientifiques de l'Université de Bath ont trouvé un moyen de contourner ce problème : les protéines et les chaînes peptidiques ont généralement un point de départ et un point final. En joignant ces extrémités libres, il est possible de créer des protéines et des chaînes peptidiques "en forme d'anneau" très rigides, ce qui améliore la résistance à la chaleur et la stabilité chimique, et leur permet de pénétrer plus facilement dans les cellules.
Ils ont extrait une enzyme appelée OaAEP1 d’Oldenlandia affinis, une petite fleur violette qui pousse sous les tropiques, l’ont modifiée, puis l’ont transférée dans des cellules bactériennes. Ces cultures bactériennes peuvent produire de grandes quantités de protéines au fur et à mesure de leur croissance, tout en reliant les deux extrémités en une seule étape.
Les plantes peuvent accomplir ce processus naturellement, mais il est lent et produit de faibles rendements. Alternativement, la cyclisation peut être effectuée chimiquement en isolant l'enzyme et en mélangeant plusieurs réactifs dans un tube à essai, mais cela nécessite plusieurs étapes et utilise des solvants chimiques toxiques. Placer l’ensemble du processus dans un système bactérien augmente les rendements, utilise des réactifs plus durables et nécessite moins d’étapes. Cette méthode est donc plus simple et moins coûteuse.
Pour démontrer cette approche, les scientifiques ont appliqué la technologie bactérienne OaAEP1 à une protéine appelée DHFR et ont découvert que le fait de joindre ses extrémités de tête et de queue la rendait plus résistante aux changements de température tout en conservant une fonctionnalité normale.
Le professeur Jody Mason, du Département des sciences de la vie de l'Université de Bath, a déclaré : « Les protéines et les peptides sont souvent très sensibles à la chaleur, mais la cyclisation les rend plus forts. Les plantes d'Aldenlander fabriquent naturellement des protéines en forme d'anneau dans le cadre d'un mécanisme de défense pour dissuader les prédateurs. Nous avons donc exploité les super pouvoirs de cette fleur en concevant OaAEP1 et en la combinant avec la technologie de production de protéines bactériennes existante pour créer un outil très puissant qui aidera l'industrie de la découverte de médicaments.
Le Dr Simon Tang, chercheur associé 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 dans le développement de nouveaux traitements est de savoir comment produire suffisamment de protéines et de peptides pour que les patients puissent les utiliser sans encourir des coûts astronomiques. Notre nouveau procédé permet aux bactéries de faire tout le travail et est donc plus propre et plus respectueux de l'environnement, avec moins d'étapes et des opérations plus simples. dans d'autres industries telles que l'industrie alimentaire, l'industrie des détergents, la biotechnologie et la production de bioénergie.