Les cellules de tous les organismes vivants sont recouvertes d'une couche dense de glucides hautement complexes. Ces glucides, qui sont également appelés glycanes, sont des médiateurs essentiels d'un large éventail de processus biologiques et pathologiques. Afin d'étudier les glycanes en détail, les scientifiques devaient terminer un processus de production qui impliquait plus de 100 étapes chimiques, mais des chercheurs de l'Université d'Utrecht ont récemment conçu un processus beaucoup plus rapide et efficace. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans Chimie de la nature .

Tronc et branches

Les glycanes jouent un rôle clé dans de nombreux processus biologiques et pathologiques, de l'embryogenèse, à la régulation immunitaire, pour inhiber l'inflammation et le cancer. Les glycanes peuvent être utilisés comme biomarqueur pour identifier les cellules cancéreuses, mais ils sont également des composants essentiels de la plupart des produits pharmaceutiques biosourcés.

Les glycanes sont, cependant, beaucoup plus complexes que l'ADN ou les protéines :elles sont composées d'un tronc à deux à quatre branches asymétriques, et plus ils ont de branches, plus ils sont compliqués à synthétiser. En réalité, il faut souvent jusqu'à 100 étapes chimiques pour produire des glycanes en laboratoire.

Les chercheurs de l'Université d'Utrecht Geert-Jan Boons et Gerlof Bosman visent à changer cela, en étroite collaboration avec leurs collègues de l'Université de Géorgie aux États-Unis. « Nous prenons essentiellement le contrôle de la biosynthèse des glycanes, " dit Boons. Les chercheurs ont développé une méthode qui part d'un glycopeptide qui peut facilement être obtenu à partir de la poudre de jaune d'œuf comme élément de base pour la production de glycanes.

Tailler pour grandir

La première étape du nouveau processus de production consiste à "découper" le glycopeptide, jusqu'à ce qu'il ne reste que le tronc et les points de ramification. Les chercheurs peuvent activer ou désactiver individuellement chaque point de branchement, leur permettant de repousser les branches une par une en débloquant chacune d'elles individuellement, puis en administrant des enzymes qui peuvent construire des branches spécifiques. Cela permet aux chercheurs d'attacher les branches asymétriques du glycane au tronc de manière contrôlée.

Dix étapes

Grâce à cette nouvelle méthode, les chercheurs ont pu réduire considérablement le processus de production à seulement dix étapes. Boons explique :« Nous avons utilisé le glycopeptide pour produire la substance glycosyl-asparagine, un acide aminé contenant un sucre. Nous soumettons ensuite la glycosyl-asparagine à cinq étapes chimiques et enzymatiques résultant en un composé ayant deux branches. Après ce premier processus, dans lequel nous reproduisons le processus de production naturel, nous avons ensuite utilisé des enzymes recombinantes pour produire une glycosyl-asparagine à quatre branches en seulement cinq étapes supplémentaires. Ce composé est à la base de la production d'une large gamme de N-glycanes qui jouent un rôle dans de nombreux processus pathologiques tels que le cancer et les infections virales, mais peuvent également être utilisés pour la production de produits biopharmaceutiques.