Une attaque aux armes chimiques qui a fait plus de 80 morts, y compris les enfants, a déclenché les récentes frappes de missiles de l'administration Trump contre le gouvernement syrien. L'utilisation d'agents neurotoxiques illégaux – apparemment par le régime d'Assad – a violé le droit international; Le président Trump a déclaré qu'il était poussé à agir par les images des morts horribles des victimes.

Mais il existe une autre voie pour atténuer le danger des armes chimiques. Cette route se situe dans les domaines de la science – la même science qui a produit les armes chimiques en premier lieu. Des chercheurs aux États-Unis et dans le monde, y compris ici à l'Institute for Protein Design de l'Université de Washington, développent les outils nécessaires pour détruire rapidement et en toute sécurité les agents neurotoxiques, à la fois dans les installations de stockage et dans le corps humain.

Agents nerveux, une classe de composés synthétiques contenant du phosphore, sont parmi les substances les plus toxiques connues. Une brève exposition aux variantes les plus puissantes peut entraîner la mort en quelques minutes. Une fois que les agents neurotoxiques pénètrent dans le corps, ils inhibent de manière irréversible une enzyme d'importance vitale appelée acétylcholinestérase. Son travail normal dans le système nerveux est d'aider le cerveau et les muscles à communiquer. Lorsqu'un agent neurotoxique arrête cette enzyme, les classes de neurones des systèmes nerveux central et périphérique sont rapidement surstimulées, entraînant une transpiration abondante, convulsions et une mort atroce par asphyxie.

Les armes chimiques sont souvent associées aux guerres du siècle précédent – ​​le gaz moutarde pendant la Première Guerre mondiale, Le Zyklon B pendant la Seconde Guerre mondiale. Mais la pire variété, agents neurotoxiques, n'ont jamais été déployés dans les guerres mondiales, bien que les scientifiques nazis aient développé la première génération de ces composés. Gerhard Schrader, le soi-disant père des agents neurotoxiques, n'a pas commencé sa vie en tant que scientifique nazi – il développait de nouveaux pesticides pour lutter contre la faim dans le monde lorsqu'il a accidentellement synthétisé le premier agent neurotoxique organophosphoré. Plus tard, il a dirigé l'équipe de recherche qui a produit le sarin, ou GB, le plus toxique de tous les agents neurotoxiques dits de la série G. Le gouvernement américain a déclaré avec "une très grande confiance" que le sarin avait été utilisé lors de la récente attaque près d'Idlib, Syrie.

À partir de 2013, des équipes de l'Organisation pour l'interdiction des armes chimiques se sont rendues en Syrie et, avec l'aide des danois, Norvégien, Russe, gouvernement chinois et américain, détruit tous les stocks déclarés d'armes chimiques syriennes. Il semble que soit tous les stocks d'Assad n'aient en fait été déclarés et détruits, ou que de nouveaux agents neurotoxiques sont arrivés en Syrie – via le marché noir ou la synthèse chimique – dans les années qui ont suivi.

Nettoyer les armes chimiques

Chimistes du XXIe siècle, les biochimistes et les informaticiens travaillent actuellement à saper les armes chimiques de leur puissance horrible en concevant des contre-agents qui les détruisent de manière sûre et efficace.

Le sarin assis dans un récipient - par opposition à un corps humain - est relativement facile à détruire. La méthode la plus simple consiste à ajouter une base soluble et à chauffer le mélange à des températures proches de l'ébullition. Après plusieurs heures, la grande majorité - plus de 99,9 pour cent - du composé mortel peut être brisée par un processus appelé hydrolyse. C'est ainsi que des spécialistes qualifiés se débarrassent des armes chimiques comme le sarin.

Les agents nerveux qui pénètrent dans le corps sont une autre histoire. Pour commencer, vous ne pouvez clairement pas ajouter une base presque bouillante à une personne. Et parce que les agents neurotoxiques tuent si rapidement, tout traitement qui prend des heures au travail est un non-starter.

Il existe des interventions chimiques pour éviter la mort après exposition à certaines armes chimiques. Malheureusement, ces interventions sont coûteuses, difficiles à doser correctement et sont eux-mêmes assez toxiques. Les antidotes chimiques pralidoxime et l'atropine moins chère ont été déployés après les récentes attaques en Syrie, mais les médecins de la région craignent que leurs réserves en baisse offrent peu de protection contre d'éventuelles attaques futures.

Pour qu'une intervention médicale fonctionne après une exposition aux gaz neurotoxiques, il faut que ça marche vite. Si un premier intervenant administre une molécule détruisant le sarin, chaque molécule thérapeutique doit être capable de décomposer par hydrolyse des centaines de molécules d'agents neurotoxiques par seconde, l'un après l'autre.

Enzymes, les catalyseurs génétiquement codés de la biologie, sont prêts pour une telle tâche. Les enzymes célèbres comprennent la lactase, qui décompose les sucres du lait chez les personnes tolérantes au lactose. Un autre connu sous le nom de RuBisCO est vital pour le processus de fixation du carbone dans les plantes. Les enzymes les plus efficaces de votre corps peuvent effectuer un million de réactions par seconde, et le faire dans des conditions chimiquement douces.

Outre leur vitesse étonnante, les enzymes présentent souvent une sélectivité tout aussi impressionnante. C'est-à-dire, ils réagissent avec seulement un petit nombre de composés structurellement similaires et laissent tous les autres composés seuls. La sélectivité est utile dans le contexte de la soupe chimique qu'est la cellule mais problématique lorsqu'il s'agit de xénobiotiques :ces composés qui sont étrangers à notre biologie. Les organophosphorés synthétiques tels que le sarin sont des xénobiotiques. Il n'y a pas d'enzymes qui les hydrolysent bien - du moins c'est ce que nous pensions.

Lorsque les agriculteurs pulvérisent des pesticides, une grande partie finit par terre. Les bactéries du sol vivant à proximité sont mises à l'épreuve par de fortes doses de ces puissants produits chimiques étrangers. Il s'avère que des enzymes détoxifiantes efficaces ont récemment évolué à l'intérieur de certains de ces microbes.

Les scientifiques ont identifié et isolé un petit nombre de ces enzymes et les ont testées sur une gamme de composés désagréables, y compris les agents neurotoxiques, qui sont structurellement similaires à certains pesticides. Quelques privilégiés ont en effet montré une activité hydrolytique.

Améliorer la découverte

Les chercheurs ont utilisé ces enzymes naturelles comme matière première. Puis, en utilisant la modélisation informatique et l'évolution contrôlée en laboratoire, nous avons renforcé l'efficacité des enzymes anti-nerveux trouvées à l'origine. Des enzymes qui n'ont initialement montré qu'une activité modeste ont été transformées en thérapies potentielles contre le VX - un cousin chimique du sarin et l'agent neurotoxique le plus toxique de tous.

Dans une étude de validation de principe menée conjointement par des chercheurs allemands et israéliens fin 2014, des cobayes sous anesthésie ont été exposés à des doses mortelles de VX, suivi de protéines destructrices de VX optimisées. De faibles doses du médicament protéique, même après un délai de 15 minutes, entraîné la survie de tous les animaux et seulement une toxicité modérée.

Malgré ces avancées prometteuses, il n'existe pas encore d'enzyme suffisamment efficace pour une utilisation vitale chez l'homme. Les scientifiques affinent ces machines microscopiques, et de nouveaux paradigmes en ingénierie des protéines assistée par ordinateur ouvrent la porte à cette application et à d'autres applications de la conception biomoléculaire. Nous ne sommes peut-être qu'à quelques années de développer le type de thérapie qui ferait des armes chimiques une préoccupation du passé.

Alors que le monde pleure les dernières attaques en Syrie, il vaut la peine de garder à l'esprit le pouvoir impressionnant et souvent complexe de la science. En essayant de lutter contre la faim, on pourrait accidentellement inventer la mort liquide. En étudiant les microbes du sol, on pourrait découvrir un outil pour prévenir les atrocités.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.