Comparé à la variole ou à la typhoïde, le paludisme s'avère l'une des maladies humaines les plus difficiles à éradiquer - et reste donc un danger réel et constant pour près de la moitié de la population mondiale. Il y a vingt ans, deux millions de personnes meurent chaque année en moyenne du paludisme, selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Malgré de nombreuses avancées thérapeutiques, 212 millions de cas ont été signalés rien qu'en 2015 et environ 429, 000 personnes sont mortes de la maladie.

Le traitement de premier choix contre le paludisme est l'artémisinine, qui est utilisée en médecine chinoise pour traiter la fièvre et l'inflammation ainsi que le paludisme. Avant 2001, les responsables de la santé du monde entier ont administré le médicament en un seul composé, mais cela a permis aux parasites du paludisme de devenir résistants aux médicaments. Les scientifiques et les professionnels de la santé ont trouvé, cependant, que l'artémisinine peut agir en association avec deux autres traitements, méfloquine et chlorproguanil, pour attaquer différents aspects du parasite et finalement le désactiver. D'après l'OMS, le nombre de cycles de thérapies combinées à base d'artémisinine achetés auprès des fabricants est passé de 187 millions en 2010 à 311 millions en 2015.

Mais un problème majeur demeure :l'approvisionnement en artémisinine n'est pas stable ou suffisant, et comme résultat, le traitement reste cher.

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Nouvelle recherche publiée dans Frontières de la bio-ingénierie et de la biotechnologie , "Production stable du médicament antipaludique Artémisinine dans la mousse Physcomitrella patens ", démontre que l'artémisinine peut être rapidement produite par de la mousse génétiquement modifiée à l'échelle industrielle.

L'artémisinine est généralement dérivée de la plante Artemisia annua , une annuelle d'été avec une courte saison de croissance et connue des jardiniers sous le nom d'absinthe douce. En raison de sa structure complexe, le médicament est difficile et économiquement irréalisable à synthétiser chimiquement. D'autres chercheurs ont tenté de bio-ingénierie de l'artémisinine en utilisant Tabac Nicotiana (plantes de tabac cultivées) ou de levure, mais ces approches ont nécessité soit beaucoup plus d'ingénierie que l'analyse actuelle, soit ont abouti à un produit semi-pur.

Les chercheurs ont introduit cinq gènes responsables de la biosynthèse du précurseur de l'artémisinine, acide dihydroartémisinique, dans la mousse Physcomitrella patens utilisant plusieurs fragments d'ADN. La conversion finale de cet acide en artémisinine se produit par photooxydation dans la cellule de mousse.

Parce que la mousse, comme plante non vasculaire, a une structure si simple qu'elle offre un cadre idéal pour le génie génétique des médicaments. La mousse génétiquement modifiée a été cultivée dans des milieux liquides et solides sous une lumière LED de 24h.

Après seulement trois jours de culture, les chercheurs avaient un produit initial important :0,21 mg/g de poids sec d'artémisinine. Au jour 12, ils avaient la plus forte accumulation de drogue.

"Cette mousse produit comme une usine, " a déclaré Henrik Toft Simonsen, l'un des auteurs de l'article. "Il produit efficacement de l'artémisinine sans l'ingénierie des précurseurs ni la synthèse chimique ultérieure dont la levure et le tabac ont besoin. C'est ce que nous espérons en science :un simple, solution élégante."

Cette recherche repousse également les frontières de la biotechnologie de synthèse en offrant une plateforme végétale génétiquement robuste, qui peut être mis à l'échelle pour la production industrielle d'autres complexes, haute valeur, composés d'origine végétale. Parce que P. patens utilise la lumière comme source d'énergie, à long terme, plus rentables que des approches telles que la levure, qui doit être nourri avec une certaine forme de sucre.

La production d'artémisinine à partir de mousse dans de simples bioréacteurs liquides signifie que la production à l'échelle industrielle est facilement possible de manière rentable. Les prochaines étapes consisteraient à optimiser davantage le processus, en particulier en réduisant les produits inutiles et en veillant à ce que le processus métabolique soit aussi efficace que possible. Aussi, alors qu'il peut sembler extraordinaire de développer un médicament en trois à 12 jours, par comparaison, les micro-organismes peuvent être cultivés en quelques heures, dit Simonsen. Les plantes prennent simplement plus de temps à cultiver que les micro-organismes. Toutefois, cette approche comporte des économies intégrées :la mousse n'a pas besoin d'être repensée à chaque fois; les cellules de stock peuvent être réutilisées.

"Ce sera un grand jour si les scientifiques peuvent éradiquer le paludisme dans le monde, " a déclaré Simonsen. "C'est une maladie qui touche 200 à 300 millions de personnes chaque année. C'est particulièrement mortel pour les enfants."