Les scientifiques du campus de Floride du Scripps Research Institute (TSRI) qui avaient précédemment découvert le composé tuant le cancer de la prostate LNM E1 ont maintenant rapproché la famille des molécules LNM des tests cliniques en « exploitant » les informations stockées dans les génomes des bactéries. Leurs recherches suggèrent que ces gènes cachés détiennent les plans pour concevoir de nouveaux, des composés ciblant le cancer encore plus efficaces.

"Cela ouvre la voie à une nouvelle opportunité thérapeutique, " dit l'enquêteur principal Ben Shen, Doctorat., Professeur TSRI et co-président du Département de chimie.

Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences .

Débloquer des molécules anti-tumorales dans la nature

La famille des léinamycines (LNM) est un groupe de composés appelés produits naturels, produit par une bactérie qui vit dans le sol. Jusqu'à maintenant, Shen et ses collègues ne connaissaient qu'un seul membre de la famille LNM, un composé appelé LNM. En éditant le génome de la bactérie, le laboratoire Shen a produit le LNM E1, dont ils ont montré en 2015 qu'ils pouvaient réagir avec des espèces réactives de l'oxygène dans les cellules cancéreuses de la prostate, déclenchant la mort.

"Nous savions donc que la molécule était utile, mais alors quoi ? Nous avions besoin de faire de nombreuses variantes pour optimiser l'efficacité dans les modèles animaux, " dit Shen.

Malheureusement, la synthèse du LNM E1 pour fabriquer des analogues s'est avérée difficile en raison de la structure compliquée du composé.

Le manque d'analogues a conduit Shen et ses collègues à se tourner vers la nature pour obtenir de l'aide. Heureusement, les chercheurs ont une ressource précieuse sur le campus de Floride de TSRI, où Shen dirige la Natural Products Library Initiative, une bibliothèque constituée de produits naturels purifiés, fractions partiellement pures, extraits bruts et souches bactériennes collectées dans le monde entier et disponibles pour le criblage.

En passant au peigne fin cette bibliothèque et les ensembles de données publics, l'équipe a découvert 49 bactéries avec des gènes qui semblent coder pour des membres de la famille LNM. Les chercheurs ont confirmé cette découverte grâce à une analyse bioinformatique et en isolant plusieurs des composés LNM nouvellement découverts en laboratoire.

Avec cette recherche, Shen et ses collègues ont maintenant une idée de la diversité structurelle des LNM. Ils ont découvert que même si les bactéries ont évolué pour avoir des LNM avec bon nombre des mêmes caractéristiques, petits changements, telles que les différences atomiques dans les blocs de construction de leurs échafaudages de base, pourrait rendre certains LNM plus ou moins efficaces contre les cellules cancéreuses. La prochaine étape consistera à étudier les interactions des molécules LMN avec les cellules cancéreuses pour le découvrir.

Cette découverte représente un grand changement dans la façon dont les scientifiques découvrent les produits naturels candidats-médicaments. Shen a expliqué que pendant longtemps, les scientifiques ont dû jeter un large filet pour découvrir des composés médicinaux potentiels, plus ou moins par hasard, chez les animaux, les plantes, bactéries et champignons. Avec le plus concentré, technique axée sur le génome employée au TSRI, les scientifiques peuvent se rapprocher plus efficacement des sources suspectées d'un médicament potentiel, dans ce cas, l'extraction de génomes de bactéries pour trouver les instructions de fabrication des LNM.

« Les avancées technologiques que nous avons réalisées nous permettent d'identifier rapidement les sources de ces types de produits naturels, ", dit Shen. "Cela pourrait avoir un impact considérable sur le pipeline de médicaments principaux."