Le fond de l’océan regorge de mystères, mais les scientifiques ont récemment découvert l’un de ses secrets les mieux gardés. Depuis 25 ans, les chasseurs de drogue recherchent la source d’un produit chimique naturel qui s’est révélé prometteur dans les premières études sur le traitement du cancer.
Maintenant, des chercheurs de l’Université de l’Utah Health rapportent que les coraux mous faciles à trouver – des coraux flexibles qui ressemblent à des plantes sous-marines – constituent le composé insaisissable.
On pense que les coraux mous fabriquent des milliers de composés ressemblant à des médicaments qui pourraient fonctionner comme agents anti-inflammatoires, antibiotiques, thérapeutiques anticancéreuses et autres médicaments. Crédit : Bailey Miller, Université de l’Utah
L’identification de la source a permis aux chercheurs d’aller plus loin et de trouver le code ADN de l’animal pour synthétiser le produit chimique. En suivant ces instructions, ils ont pu effectuer les premières étapes de la recréation du produit chimique du corail mou en laboratoire.
« C’est la première fois que nous avons pu faire cela avec n’importe quel médicament en tête sur Terre », déclare Eric Schmidt, professeur de chimie médicinale à l’U of U Health. Il a dirigé l’étude avec Paul Scesa, chercheur postdoctoral et premier auteur, et Zhenjian Lin, professeur de recherche adjoint.
Cette avancée ouvre la possibilité de produire le composé dans les grandes quantités nécessaires à des tests rigoureux et pourrait un jour aboutir à un nouvel outil de lutte contre le cancer.
Un deuxième groupe de recherche dirigé par Bradley Moore de la Scripps Institution of Oceanography de l’Université de Californie à San Diego, a montré de manière indépendante que les coraux fabriquent des molécules apparentées. Les deux études sont publiées dans le numéro de Nature Chimie Biologie.
Un monde de possibilités
Les coraux mous contiennent des milliers de composés ressemblant à des médicaments qui pourraient agir comme agents anti-inflammatoires, antibiotiques, etc. Mais obtenir suffisamment de ces composés a été un obstacle majeur à leur développement en médicaments à usage clinique. Schmidt dit que ces autres composés devraient également être désormais accessibles en utilisant cette nouvelle approche.
Les coraux ne sont pas les seuls animaux qui abritent des thérapeutiques potentielles. La nature grouille de serpents, d’araignées et d’autres animaux connus pour transporter des produits chimiques aux propriétés curatives. Pourtant, ces composés de coraux mous offrent des avantages distincts pour le développement de médicaments, dit Schmidt.
Contrairement aux produits chimiques venimeux qui sont injectés dans les proies, les coraux utilisent leurs produits chimiques pour éloigner les prédateurs qui essaient de les manger. Puisqu’ils sont faits pour être mangés, les produits chimiques du corail mou sont facilement digestibles. De même, les médicaments dérivés de ces types de composés devraient pouvoir être administrés sous forme de pilules avec un verre d’eau, plutôt que par injection ou par d’autres moyens plus invasifs. « Ces composés sont plus difficiles à trouver, mais ils sont plus faciles à fabriquer en laboratoire et plus faciles à prendre comme médicament », explique Schmidt.
Ces possibilités étaient tout simplement hors de portée depuis des décennies. Arriver à ce point a pris le bon savoir-faire et un peu de chance.
Chasse à la source
Scesa a trouvé le composé tant recherché dans une espèce commune de corail mou vivant au large de la côte de la Floride, à seulement un mile de l’appartement de son frère. Dans les années 1990, des scientifiques marins ont signalé qu’un corail rare près de l’Australie transportait un produit chimique, l’éleuthérobine, aux propriétés anticancéreuses. Le produit chimique perturbe le cytosquelette, un échafaudage clé dans les cellules, et les coraux mous l’utilisent comme défense contre les prédateurs. Mais des études en laboratoire ont montré que le composé était également un puissant inhibiteur de la croissance des cellules cancéreuses.
Dans les décennies qui ont suivi, les scientifiques ont cherché mais n’ont pas pu trouver le produit chimique légendaire du «Saint Graal» dans les quantités nécessaires au développement de médicaments et n’ont pas pu résoudre le problème sans comprendre comment le produit chimique était fabriqué. Le dogme disait que, comme d’autres types de vie marine, le produit chimique était synthétisé par des organismes symbiotiques qui vivaient à l’intérieur des animaux.
« Cela n’avait aucun sens », dit Scesa. « Nous savions que les coraux devaient produire de l’éleuthérobine. » Après tout, lui et Schmidt ont raisonné, certaines espèces de coraux mous n’ont pas d’organismes symbiotiques et pourtant leurs corps contiennent la même classe de produits chimiques.
Résoudre le mystère semblait un travail fait pour Scesa. En tant que garçon grandissant en Floride, l’océan était son terrain de jeu et il a passé d’innombrables heures à explorer ses profondeurs et sa faune. Aux études supérieures, il a développé un penchant pour la chimie organique et a combiné les deux intérêts pour mieux comprendre la diversité chimique des mers.
Plus tard, il a rejoint le laboratoire du scientifique des produits naturels Schmidt avec pour mission de retrouver la source du médicament en tête. Scesa a soupçonné que des espèces de coraux qui lui étaient familières pourraient avoir la réponse et a apporté de petits échantillons vivants de la Floride à l’Utah, et la véritable chasse a commencé.
Décryptage de la recette
L’étape suivante consistait à découvrir si le code génétique du corail contenait des instructions pour fabriquer le composé. Les progrès de la technologie de l’ADN ont récemment permis de reconstituer rapidement le code de n’importe quelle espèce. La difficulté était que les scientifiques ne savaient pas à quoi devaient ressembler les instructions de fabrication du produit chimique. Imaginez que vous recherchiez une certaine recette dans un livre de cuisine, mais vous ne savez pas ce que signifient les mots à l’intérieur du livre.
« C’est comme aller dans le noir et chercher une réponse là où vous ne connaissez pas la question », remarque Schmidt.
Ils ont résolu le problème en trouvant des régions d’ADN corallien qui ressemblaient à des instructions génétiques pour des types similaires de composés d’autres espèces. Après avoir programmé des bactéries cultivées en laboratoire pour suivre les instructions d’ADN de corail spécifiques au corail mou, les micro-organismes ont pu reproduire les premières étapes de la fabrication d’un cancer potentiel thérapeutique.
Cela a prouvé que les coraux mous sont la source d’éleuthérobine. Il a également démontré qu’il devrait être possible de fabriquer le composé en laboratoire. Leur travail se concentre maintenant sur le remplissage des étapes manquantes de la recette du composé et sur la meilleure façon de produire de grandes quantités du médicament potentiel.
« Mon espoir est de les remettre un jour à un médecin », déclare Scesa. « Je pense que cela va du fond de l’océan au banc au chevet. »
La source: Université d’État de l’Utah
