Comment fabriquer des médicaments dans l'espace ?

C'est une question difficile, étant donné que de nombreux médicaments que nous apprécions sur Terre utilisent des produits chimiques provenant de plantes, et l'espace est presque dépourvu des besoins fondamentaux des plantes :sol, l'eau, l'oxygène et la lumière du soleil. À la fois, toute chance réaliste d'exploration spatiale future nécessitera un moyen de traiter les maladies sans faire un voyage de retour sur Terre potentiellement long de plusieurs mois.

Jean D'Auria, professeur assistant au département de chimie et biochimie de la Texas Tech University, a contribué à résoudre ce problème d'une manière qui a également des ramifications plus immédiates ici à la maison.

Selon une étude publiée aujourd'hui dans la revue en ligne Communication Nature , D'Auria et ses collègues rapportent que, en découvrant les gènes et les enzymes que les plantes utilisent pour former le deuxième anneau dans la structure centrale des alcaloïdes tropanes, ils pourront développer de nouveaux, de nouvelles façons de produire ces produits chimiques importants.

"Le tableau d'ensemble ici est certainement la capacité de commencer à fabriquer ces composés dans des organismes qui ne les fabriquent généralement pas, c'est-à-dire des bactéries, levure et autres plantes, " D'Auria a déclaré. "Des composés comme celui-ci sont d'excellents candidats pour l'ingénierie dans la levure ou les bactéries, car nous pouvons ensuite les utiliser comme substituts de la synthèse organique classique pour les perspectives de l'exploration spatiale.

"Il n'y a pas de produits pétrochimiques dans l'espace. Cela signifie que si nous voulons fabriquer des molécules organiques complexes, nous aurons besoin d'utiliser des bactéries, levures et plantes pour les fabriquer pour nous. C'est le but ultime de notre subvention, et le papier est une étape majeure sur cette route. »

Bien sûr, l'utilisation dans l'espace n'est pas la seule application de cette recherche. Avoir de nouvelles façons de produire des alcaloïdes tropanes aide également à créer des composés médicinaux sur Terre.

"Deux alcaloïdes tropanes, connu sous le nom d'atropine et de scopolamine, sont répertoriés par l'Organisation mondiale de la santé comme appartenant à la liste essentielle des produits pharmaceutiques modernes, " D'Auria dit. " Atropine, par exemple, C'est ce qui dilate vos pupilles lorsque vous allez chez l'ophtalmologiste. La scopolamine est couramment utilisée comme médicament contre le mal des transports et pour les patients qui ont des nausées à cause de la chimiothérapie. Comprendre comment ces composés sont fabriqués biochimiquement peut aider à leur production dans les bactéries et les levures pour un type de « chimie verte » à impact minimal, ainsi que d'aider à concevoir de nouvelles variantes à usage médicinal. »

Les collaborateurs de D'Auria sur la recherche incluent Cornelius Barry, Matt Bedewitz et Daniel Jones de la Michigan State University ainsi que les laboratoires du professeur Texas Tech Horn Guigen Li et du professeur associé Michael Findlater.

"J'ai l'impression que nous avons fait un grand pas dans la compréhension d'une classe de produits chimiques d'origine végétale qui sont essentiels pour la santé humaine, " D'Auria a déclaré. "Le potentiel que cela offre à mes recherches à Texas Tech ne peut pas être sous-estimé. Mes étudiants, à la fois diplômé et premier cycle, se lancent dans un ensemble de projets qui se termineront certainement par des percées majeures dans l'ingénierie métabolique et la biologie synthétique.

"Bien sûr, ce travail est également crucial pour montrer à Texas Tech que notre laboratoire prend de l'ampleur et que, alors que nos recherches peuvent prendre plus de temps que ce qui est généralement considéré comme la moyenne pour les domaines de la chimie et de la biochimie, la récompense est de produire des revues scientifiques très percutantes."