Thomas Brück a vu la mer fouetter Antiillogorgia elisabethae pour la première fois il y a 17 ans lors d'un voyage de recherche aux Bahamas. Il se souvient encore très bien de cette rencontre, qui s'est déroulée à 18 mètres sous la surface de l'eau :« Leurs polypes, des rameaux violets se déplaçaient doucement dans le courant. Un organisme vivant fascinant!" Comme il contient également divers composés biologiquement actifs, le biochimiste a depuis étudié la biosynthèse des produits naturels de ce corail mou.

Les fouets de mer sont protégés; malgré cela, leur existence est en danger. La collecte et la vente de coraux séchés est une activité lucrative, car ceux-ci contiennent divers agents actifs, comprenant une molécule anti-inflammatoire appelée pseudoptérosine, qui est utilisé dans l'industrie cosmétique depuis des années.

« Les récifs coralliens fixent et stockent le dioxyde de carbone des gaz à effet de serre et sont des points chauds de la biodiversité. Si nous voulons protéger les récifs du monde, nous devons générer de tels produits naturels biologiquement actifs, via des processus durables, " dit Brück.

Antibiotique naturel du laboratoire de biotechnologie

Avec son équipe de la chaire Werner Siemens de biotechnologie synthétique, il a maintenant réussi pour la première fois à produire l'un des agents actifs du fouet de mer en laboratoire, sans avoir besoin d'un seul habitant du récif. La molécule « erogorgiaene » est un antibiotique. Les premiers tests de bioactivité montrent, qu'il est adapté à la lutte contre les agents pathogènes multirésistants de la tuberculose.

Précédemment, une utilisation de l'agent actif était presque impensable :le fouet de mer ne contient que des quantités extrêmement faibles d'érogorgiaène et est en outre protégé - l'utiliser comme source de matière première ne serait ni financièrement faisable ni écologiquement responsable. Bien que la production par synthèse chimique conventionnelle soit possible, elle est complexe et associée à des déchets toxiques. Un kilo de principe actif coûterait environ 21 euros, 000.

La biotechnologie durable réduit les coûts de production

"Toutefois, avec des méthodes biotechnologiques, une production consolidée d'erogorgiaene est réalisable, d'une manière plus écologique et beaucoup moins chère. Avec cette méthode, les coûts de production au kilo ne seraient que d'environ 9 euros 000, " souligne Brück.

La nouvelle méthode, qu'il a développé avec des collègues de Berlin, Canada, et l'Australie, se compose de seulement deux étapes :Le travail principal est effectué par des bactéries génétiquement optimisées qui se nourrissent de glycérine, une substance résiduelle de la production de biodiesel.

Les bactéries génèrent une molécule, qui peut ensuite être converti en l'agent actif souhaité à l'aide d'une étape enzymatique hautement sélective. Aucun déchet n'est produit dans le processus, car tous les produits auxiliaires peuvent être réutilisés de manière circulaire. Un brevet a été déposé pour la méthode de production innovante.

Développement de produits bioactifs dans le respect de la nature

"La nouvelle plate-forme technologique pour la production de produits naturels bioactifs via des méthodologies biotechnologiques est conforme aux 12 critères de Chimie verte , " dit Thomas Brück. " De plus, il remplit quatre des objectifs de durabilité des Nations Unies :une vie saine pour tous, lutter contre le changement climatique et ses effets, la préservation et l'utilisation durable des océans et des ressources maritimes, et la préservation de la vie sur terre."

L'équipe de recherche travaille désormais sur la production biotechnologique d'un autre actif corallien :Utiliser la nature comme modèle, la molécule erogorgiaene doit être convertie en l'agent actif pseudoptéropsine en laboratoire.

Les professionnels de la santé fondent de grands espoirs sur ces derniers :des études cliniques ont montré que la pseudoptéropsine inhibe les inflammations grâce à un nouveau mécanisme d'action. Ainsi, c'est un candidat thérapeutique potentiel pour contrôler les réactions inflammatoires excessives, par exemple dans le cas d'infections virales, comme le COVID-19, ou lors d'inflammations chroniques liées à l'âge.