Des scientifiques du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) ont réussi à reconstruire des biomolécules sous leur forme d'image miroir. L'objectif des chercheurs est de créer un système de synthèse de protéines artificielles à image miroir. Leur objectif est de produire des protéines thérapeutiques en miroir, comme les anticorps, qui seraient protégés de la dégradation biologique dans l'organisme et ne provoqueraient aucune réponse immunitaire.

Presque toutes les molécules biologiques existent sous la forme de deux structures spatiales différentes qui sont liées l'une à l'autre comme l'image et l'image miroir. Ces molécules sont appelées énantiomères. Tout comme les mains droite et gauche, ils ne peuvent pas être superposés les uns aux autres. Selon la direction dans laquelle les molécules tournent en passant la lumière polarisée, ils sont appelés énantiomères D (à droite) ou L-énantiomères (à gauche). Alors que presque toutes les protéines présentes dans la nature sont constituées d'acides L-aminés, L'ADN et l'ARN sont construits à partir de molécules D.

Des scientifiques du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) à Heidelberg travaillent à la synthèse de biomolécules sous leur forme d'image miroir. Dans le futur, ils ont l'intention de construire plus que des molécules simples :« Notre objectif à long terme est de créer des des systèmes biologiques artificiels sous forme d'image miroir qui correspondent à ceux de la nature mais n'interagissent pas avec l'environnement, " déclare le chef de projet Jörg Hoheisel.

Dans leur travail actuel, les scientifiques dirigés par Hoheisel ont pu générer une version en miroir d'une ADN-ligase à partir d'acides aminés D. Les ligas relient des fragments d'ADN entre eux. La ligase à image miroir peut composer un gène à image miroir complet à partir de fragments d'ADN également à image miroir. Davantage d'enzymes D qui répliquent l'ADN et le transcrivent en ARN sont également déjà disponibles. "C'est tout ce que nous avons parcouru pour l'instant, " Hoheisel rapporte. " Ensuite, nous avons besoin d'une structure en miroir qui remplit la fonction des ribosomes dans la cellule."

Les ribosomes sont des complexes macromoléculaires dans la cellule qui sont responsables de la traduction des brins d'ARN en chaînes d'acides aminés, produisant ainsi des protéines. « Une fois que nous avons généré des ribosomes en miroir, nous aurions compilé un système simple qui nous permettrait de produire tout type de protéine assez facilement, " a déclaré Hoheisel. " Le système artificiel serait indépendant de la nature mais identique dans toutes les caractéristiques biophysiques et chimiques et pourrait finalement conduire à un archétype, copie en miroir d'une cellule."

Bien qu'il s'agisse encore d'une vision d'un avenir plus lointain, l'approche sous-jacente pourrait déjà être utilisée à des fins thérapeutiques dans un proche avenir, par exemple pour synthétiser des anticorps en miroir. Aujourd'hui, ces immunoprotéines thérapeutiques sont produites synthétiquement et utilisées comme médicaments pour traiter un certain nombre de maladies dont le cancer. Cependant, le système immunitaire du patient peut produire des anticorps corporels contre les anticorps thérapeutiques. "Pour le corps, ce sont finalement des envahisseurs étrangers qu'il faut combattre, tout comme les agents pathogènes, " Hoheisel a expliqué. " Un médicament anticorps composé d'acides aminés D à image miroir au lieu d'acides aminés L naturels ne provoquerait probablement aucune réponse immunitaire, parce que le système immunitaire ne reconnaît pas les molécules D."

En outre, les anticorps à image miroir pourraient être thérapeutiquement actifs plus longtemps car ils seraient très lentement décomposés biologiquement dans le corps. Ils pourraient également être commodément pris sous forme de pilules car les enzymes digestives dans le corps ne les affecteraient pas. Hoheisel poursuit ces objectifs dans le cadre d'une collaboration internationale avec le soutien du ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche (BMBF).