Les découvertes de produits naturels alimentent la recherche sur la découverte de médicaments

Lorsque Jeff Rudolf explique son travail, il se tourne vers la cuisine.

« Tout le monde connaît l’odeur d’un citron ou d’un citron vert. La plupart des gens aiment la menthe ou la lavande. Ces parfums sont des terpénoïdes », a déclaré Rudolf, chimiste à l’Université de Floride. « Tout le monde sait ce que sont les terpénoïdes, même s’ils ne connaissent pas le nom. »

En plus de leurs utilisations culinaires, les terpénoïdes sont utilisés comme médicament anticancéreux Taxol et artémisinine antipaludique. C’est ce potentiel d’utilisation en médecine qui a attiré le groupe de recherche de Rudolf vers les terpénoïdes. L’un de leurs objectifs est de comprendre comment la nature produit la gamme vertigineuse de terpénoïdes qu’elle produit afin que les humains puissent exploiter de nouveaux types de produits chimiques pour améliorer la vie.

Dans une série d’articles récents, dont le dernier publié le 2 janvier dans la revue Chimie, Le groupe de Rudolf, en collaboration avec Sandra Loesgen, professeur de chimie au Laboratoire Whitney de l’Université de Floride pour les biosciences marines, a découvert comment les bactéries fabriquent des versions inhabituelles de terpénoïdes, appelés eunicellanes. Repérés à l’origine dans les coraux, les eunicellanes sont prometteurs en tant que médicaments anticancéreux. Les découvertes de l’équipe de Rudolf pourraient ouvrir de nouvelles voies pour explorer les eunicellanes en tant que candidats médicaments.

Le pouvoir de la forme

En analysant les génomes de bactéries communes, l’équipe a découvert deux enzymes capables de fabriquer des squelettes d’eunicellane de base, mais avec une torsion. Les deux enzymes forment des squelettes aux formes opposées. Les deux formes, connues sous le nom de cis et trans, se ressemblent sur le papier mais ont probablement des effets uniques dans la réalité.

« Une différence structurelle dans une molécule peut totalement changer l’activité simplement parce que la forme de la molécule est différente », a déclaré Rudolf. Ces différentes activités rendent précieux le fait de pouvoir construire chaque version de l’eunicellane.

Et la construction est la clé. Ces blocs de construction sont essentiels pour la découverte de médicaments. Les épines dorsales comme les eunicellanes sont difficiles à construire pour les chimistes en laboratoire. Mais les enzymes peuvent les fabriquer en une seule étape. Ainsi, dans leurs recherches, le groupe de Rudolf a également déchiffré comment les enzymes bactériennes fabriquent ces squelettes chimiques complexes, des leçons qui peuvent être appliquées à la production de ces composés à la demande.

« Si nous pouvons comprendre comment les enzymes peuvent le faire, alors nous pouvons créer des systèmes capables de contourner une synthèse compliquée », a déclaré Rudolf.

Juste le début

Les eunicellanes qu’ils ont découverts ne sont que des précurseurs de certains produits finaux mystérieux que fabriquent les bactéries. Jusqu’à présent, personne ne sait ce que sont ces produits chimiques finaux ni à quoi les bactéries les utilisent. Mais l’équipe de Rudolf essaie de le savoir. Après tout, ces composés doivent être utiles aux microbes d’une manière ou d’une autre. Peut-être pourraient-ils aussi être utiles aux gens. Et en découvrant les étapes qui mènent du matériau de départ au produit final, le groupe de Rudolf peut ajouter de nouveaux outils à la boîte à outils du fabricant de médicaments.

C’est cette boîte à outils pleine de solutions naturelles qui est notre meilleur espoir pour faire face à des menaces telles que la résistance aux antibiotiques ou les cancers incurables.

« Nous devons découvrir de nouveaux médicaments et de nouveaux types de molécules pour relever ces défis. Se tourner vers la nature est l’un des meilleurs moyens d’y parvenir », a déclaré Rudolf.