Des chercheurs de l’Université de Copenhague ont obtenu des cellules de levure pour brasser du triptolide, une substance généralement extraite d’une plante chinoise rare. Leurs recherches permettent de contrôler les rats avec la substance à grande échelle, à la fois humainement et durablement.
Le père d’Indiana Jones est notoirement terrifié par eux. Et en tant que propagateurs de la peste noire et de nombreuses autres maladies horribles à travers l’histoire, ils ont terrorisé plus de gens que n’importe quel règne humain de terreur. Néanmoins, leurs populations continuent de prospérer, de Copenhague à Singapour.
Les rats prospèrent partout où il y a des humains. Avec nous, ils ont colonisé tous les continents sauf l’Antarctique. La destruction et la maladie viennent dans leur sillage. Pourtant, notre lutte contre eux s’est avérée à la fois inefficace – en partie à cause de la résistance – et dangereuse pour les écosystèmes.
Grâce aux recherches du Département des sciences végétales et environnementales et de la société dérivée TriptoBIO, une société américaine appelée SenesTech est maintenant prête à diffuser une alternative efficace et respectueuse de l’environnement à une échelle beaucoup plus grande. Et, parce que le produit entrave la capacité des rats à se reproduire au lieu de les tuer, il est sans cruauté.
« Je plaisante un peu sur le fait qu’il s’agit d’un produit » éveillé « . Il est durable, éthique pour les animaux et même fort sur l’égalité des sexes, car les rats mâles sont également ciblés par cette contraception. Ils deviennent stériles pendant environ un mois après l’avoir consommé, ce qui entraîne une chute spectaculaire des populations de rats », déclare Johan Andersen-Ranberg du Département des sciences végétales et environnementales, l’un des fondateurs de TriptoBIO.
Une plante chinoise rare
Les rats sont attirés par un liquide sucré et collant provenant d’une mangeoire développée par la société américaine. Parmi les ingrédients actifs de la friandise pour rats sucrés se trouve le triptolide, une substance qui fait du liquide une sorte de ragoût contraceptif pour les rats mâles et femelles.
La substance est dérivée de Tripterygium wilfordii, également connu sous le nom de vigne du dieu du tonnerre, une vigne chinoise rare qui est récoltée dans les montagnes par des cueilleurs locaux. Selon Andersen-Ranberg, en plus d’être difficile à trouver et instable dans la livraison, la plante produit également très peu de substance active. Si peu, que sa valeur en poids est quinze fois supérieure à celle de l’or.
Maintenant, les chercheurs de l’UCPH ont trouvé les enzymes et les gènes de la plante responsables de la substance, décodé l’ADN pertinent et l’ont encodé dans le matériel génétique d’une levure. Ce faisant, ils ont pu fermenter et produire la substance de manière beaucoup plus rapide, plus stable et, surtout, moins chère.
La percée était une expérience du côté chanceux
Les chercheurs ont eu l’idée qu’un certain groupe d’enzymes, des protéines qui accélèrent certaines réactions chimiques, étaient à l’origine de la biosynthèse du triptolide dans la plante Tripterygium wilfordii.
Ils ont commencé à « pêcher » les enzymes cruciales parmi environ 300 types d’enzymes du cytochrome p450 trouvés dans la plante. Mais leur recherche initiale a rencontré des résultats décourageants. En fin de compte, c’est une combinaison unique d’enzymes P450 qui a porté ses fruits.
Avec un bon mélange d’un heureux hasard scientifique et d’un solide savoir-faire en chimie végétale, les enzymes clés ont été découvertes par hasard dans une expérience parallèle.
« Eh bien, c’était une expérience parallèle où j’ai pensé, nous avons du matériel à revendre, alors essayons juste de voir si cela fonctionne. Il s’est avéré que la ligne principale d’investigation n’a pas fonctionné du tout. Mais ce petit côté dans le coin, cela a montré tout ce que nous espérions voir. Une fois que nous avons eu les enzymes clés, les pièces se sont mises en place », explique Johan Andersen-Ranberg.
Les chercheurs ont rapidement identifié les enzymes restantes dont les interactions sont essentielles à la biosynthèse du triptolide. Ils ont ensuite pris les gènes avec la recette d’ADN pour les enzymes végétales et y ont inséré le matériel génétique d’une cellule de levure, qui agit comme une usine chimique autoréplicative. Une usine biologique de triptolides – ou une brasserie pour être plus précis – a été créée.
« Maintenant, nous pouvons créer du triptolide un peu comme vous le feriez pour brasser de la bière. En termes simples, nous alimentons la levure avec du sucre dans des réservoirs et nous recevons cette précieuse substance à l’autre bout », explique Johan Andersen-Ranberg.
Les méthodes actuelles sont extrêmement toxiques
Des poisons extrêmement puissants sont maintenant utilisés pour lutter contre les rats. Mais les rats sont des créatures rusées. Si un poison rencontré par un rat n’est pas assez fort pour le tuer, le rongeur saura rapidement comment éviter les pièges humains. De plus, au Danemark entre autres, de nombreux rats ont développé une résistance à des variantes de poison plus douces.
Les poisons puissants endommagent les écosystèmes et se dégradent très lentement, prenant souvent un an avant que leur effet ne soit réduit de moitié. Pendant ce temps, les oiseaux et les charognards qui mangent les rats peuvent également recevoir des doses mortelles et transporter le poison avec eux dans la nature.
Les autorités connaissent ces remèdes actuels « extrêmement toxiques », comme les appelle l’Agence danoise de protection de l’environnement, mais les autorisent faute d’alternatives et parce que le danger posé par les rats est jugé plus important.
Alors que près de sept cents ans se sont écoulés depuis la peste noire ici en Europe, en tant que porteurs de maladies, les rats sont toujours considérés comme une menace pour la santé publique. Ailleurs dans le monde, le problème est bien plus important. Ils sont également responsables d’importants dégâts économiques. Leur creusement peut endommager les conduites d’égout et même provoquer le déplacement des fondations d’une maison, ce qui en fait une source de dommages coûteux à réparer.
Extrêmement toxique
Les anticoagulants sont les raticides les plus couramment utilisés aujourd’hui. Mais comme les alternatives plus récentes et moins utilisées, elles sont extrêmement toxiques et nocives pour l’environnement.
En ce qui concerne l’approbation d’un nouveau poison, l’Agence danoise de protection de l’environnement a écrit en 2020 à propos des raticides existants : « Le cholécalciférol, comme les anticoagulants, est extrêmement toxique et, en principe, indésirable dans l’environnement. Mais comme il n’existe actuellement aucune alternative efficace contre les rongeurs, ils sont autorisés à être utilisés comme pesticides car les rats en particulier sont considérés comme un problème de santé publique si grave qu’il est nécessaire d’assurer un contrôle efficace. »
D’abord Manhattan, puis le monde
La levure développée par les chercheurs peut être mise à l’échelle pour produire suffisamment de triptolide pour que même un problème aussi global et omniprésent que le contrôle des rats puisse être résolu de manière réaliste avec TriptoBIO en tant que fournisseur de cette précieuse substance.
« Grâce à nos recherches et à la levure que nous avons maintenant développée, nous pouvons garantir l’approvisionnement et faire baisser le prix du triptolide à un niveau où il est réaliste que cette alternative écologique et éthique au contrôle des rats existant soit largement utilisée. Nous sommes aux États-Unis, mais nous sommes optimistes quant à l’adhésion du reste du monde », déclare Johan Andersen-Ranberg, qui poursuit :
« Au début, nous ne fabriquerons probablement que quelques kilos de la substance. Mais lorsque le contrôle des rats utilisant notre substance augmentera autant que la demande nous laissera croire que ce sera le cas, nous en produirons à la tonne. Et nous serons prêts En plus de cela, il existe de nombreuses autres perspectives pour cette substance. Un certain nombre d’autres projets sont également en cours de développement dans lesquels le triptolide est un ingrédient nécessaire. Heureusement, nous pouvons facilement passer à l’échelle », explique le chercheur.
Contraception pour les rats
ContraPest, le produit de la société américaine SenesTech, contient deux ingrédients actifs qui agissent comme contraceptifs chez le rat : le dioxyde de 4-vinylcyclohexène (VCD) et le triptolide.
Les deux ingrédients limitent la fertilité des rats femelles, tandis que le triptolide en particulier agit comme contraception pour les rats mâles en altérant leur production de sperme.
Alors que le produit est déjà utilisé aux États-Unis, l’Europe devra attendre un peu plus longtemps, car ce type de contrôle des rats n’a pas encore fait son chemin dans les procédures d’approbation de l’UE.
L’étude est publiée dans la revue Communication Nature.
Plus d’information:
Nikolaj Lervad Hansen et al, les cytochromes P450 de Tripterygium wilfordii catalysent le déplacement du méthyle et les époxydations dans la biosynthèse du triptonide, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-32667-5