Un scientifique d'origine vietnamienne décrypte le mystère de la création de composés anticancéreux par les plantes

Des chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique (UBC) à Okanagan, au Canada, viennent d'annoncer la découverte du mécanisme végétal qui crée la mitraphylline, un composé naturel rare aux puissantes propriétés anticancéreuses et anti-inflammatoires.

Ces travaux sont le fruit d’une collaboration entre l’équipe du Dr Thu-Thuy Dang de l’UBC Okanagan et l’équipe du Dr Satya Nadakuduti de l’Université de Floride (États-Unis), avec le soutien du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI), du BC Michael Smith Health Scholars Program et du National Institute of Food and Agriculture du Département de l’agriculture des États-Unis (USDA NIFA).

Les doctorants Tuan-Anh Nguyen (à gauche) et Thu-Thuy Dang examinent des échantillons de plantes en laboratoire. Photo : UBC Okanagan

Trouver le « chaînon manquant » dans la chaîne des composés curatifs de la nature

La mitraphylline appartient au groupe des alcaloïdes spirooxindoles, un groupe de molécules présentant une structure « torsadée » particulière et de puissants effets biologiques. Bien que connu depuis longtemps, le processus de formation de ce type de composé dans la nature est resté un mystère jusqu'à ce que l'équipe du Dr Thu-Thuy Dang, directrice du Groupe de recherche en biotechnologie des produits naturels à l'UBC Okanagan, identifie la première enzyme capable de « torsader » des molécules pour créer une structure spiro en 2023.

Suite à ce résultat, l'étudiant au doctorat Tuan Anh Nguyen a dirigé la phase suivante et a découvert deux enzymes clés qui fonctionnent ensemble dans la synthèse de la mitraphylline, une enzyme détermine la structure tridimensionnelle, l'autre enzyme complète l'étape de torsion finale pour créer la molécule complète.

« Cette découverte est comparable à la découverte du chaînon manquant d'une chaîne de montage. Elle permet d'expliquer comment la nature crée ces molécules complexes et ouvre la voie à la reproduction de ce processus en laboratoire », a expliqué le Dr Dang.

La mitraphylline est naturellement présente en très petites quantités dans certaines plantes tropicales de la famille du café, telles que Mitragyna (kratom) et Uncaria (griffe de chat). (Source : Shutterstock).

La mitraphylline n'est présente qu'à l'état de traces dans certaines plantes tropicales de la famille du café, comme le Mitragyna (kratom) et l'Uncaria (griffe de chat), ce qui rendait son extraction ou sa synthèse à grande échelle jusqu'alors extrêmement difficile et coûteuse. L'identification de deux enzymes clés a ouvert la voie à une production plus efficace et plus respectueuse de l'environnement de ce composé naturel.

Selon le doctorant Tuan-Anh Nguyen, il s'agit d'une étape importante vers la chimie verte, qui permet de créer des composés pharmaceutiques précieux par des méthodes biologiques plutôt que par la chimie lourde. Ce succès témoigne également de l'esprit de recherche ouvert et collaboratif qui unit les étudiants et les professeurs de l'UBC Okanagan pour résoudre des problèmes mondiaux.

Exprimant sa fierté pour cette découverte, preuve que les plantes sont des chimistes de génie de la nature, le Dr Dang a déclaré que la prochaine étape pour elle et son équipe de recherche consiste à trouver des moyens d'appliquer ces enzymes pour créer des composés thérapeutiques plus précieux.

Le voyage pour décoder « l'usine biologique » de la nature

Dr. Thu-Thuy Dang – Dang Thi Thu Thuy, est une ancienne étudiante en biotechnologie à l'Université des sciences naturelles (Université des sciences naturelles, Université nationale du Vietnam, Ho Chi Minh-Ville).

Elle a étudié pour une maîtrise puis a soutenu son doctorat en biologie moléculaire/biochimie à l'Université de Calgary (Alberta, Canada) et a complété un programme de recherche postdoctorale en biochimie au John Innes Centre (Royaume-Uni).

Se souvenant de l'opportunité de poursuivre une carrière de chercheuse, elle a déclaré que depuis son enfance, elle était familière avec la culture des plantes médicinales traditionnelles et qu'elle avait été initiée très tôt à la technique de la culture tissulaire de plantes médicinales alors qu'elle était encore étudiante. Cependant, le tournant n'est survenu qu'au cours de ses études supérieures, lorsqu'elle a découvert par hasard un laboratoire voisin qui étudiait la biosynthèse de composés naturels dans les plantes.

C'est alors qu'elle a réalisé qu'en plus des connaissances de base en physiologie végétale qu'elle avait acquises, il existait également un nouveau domaine dans lequel les gens étudiaient la façon dont les plantes créent des composés précieux.

À partir de là, elle a décidé de poursuivre ses recherches pour trouver de nouveaux gènes et enzymes impliqués dans la biosynthèse des alcaloïdes, un groupe de composés à forte activité biologique et à potentiel d’applications pharmaceutiques.

Depuis de nombreuses années, le Dr Thuy se consacre à l'étude des voies de biosynthèse des alcaloïdes chez les plantes, en utilisant la biologie moléculaire, l'analyse du séquençage de l'ARN, les données génomiques et les structures enzymatiques pour comprendre comment les plantes médicinales produisent des composés précieux. Elle est également co-auteure de plusieurs brevets liés à la production de composés anticancéreux à partir de plantes.

« Je me suis toujours demandée pourquoi, avec seulement de l'eau, de la lumière et de l'air, les plantes peuvent créer des composés capables de traiter des maladies complexes comme le cancer ? », a-t-elle partagé. Selon elle, si chaque molécule est une maison, alors les enzymes des plantes en sont les habiles bâtisseurs. Le travail du chercheur est de comprendre le rôle de chacun de ces « bâtisseurs », dans quel ordre, afin de pouvoir simuler ou améliorer le processus créé par la nature.

Ces connaissances constituent la base sur laquelle elle et ses collègues peuvent recréer le processus de création d’ingrédients actifs naturels en laboratoire, contribuant ainsi à réduire l’exploitation de précieuses plantes médicinales, à limiter l’utilisation de produits chimiques toxiques et en même temps à ouvrir la voie à la création de composés similaires avec une activité plus forte.

À l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) Okanagan, elle a fondé le Laboratoire de recherche sur les composés bioactifs des plantes (PlantBioCoRe), qui combine la biochimie, la chimie, la bioinformatique et la génétique moléculaire pour comprendre les mécanismes qui produisent des composés bioactifs dans les herbes.

Son équipe a obtenu de nombreux résultats impressionnants, notamment de nouvelles données sur la voie métabolique des substances anticancéreuses issues de Camptotheca acuminata. Cette découverte permet de créer des médicaments plus conviviaux, plus faciles à appliquer en clinique, publiés dans des revues internationales et faisant l'objet de brevets.

Ayant l'opportunité d'échanger des connaissances académiques avec des chercheurs nationaux, comme ceux de l'Université de Pharmacie de Hanoi , de l'Université des Sciences Naturelles, de VNU-HCM ou de l'Institut des Sciences Tay Nguyen, elle s'est rendu compte qu'au Vietnam, il existe de nombreux projets de recherche précieux sur les plantes médicinales.

« J’espère contribuer un peu à enrichir la connaissance et l’application des ressources végétales de mon pays d’origine », a-t-elle partagé.

Source : https://khoahocdoisong.vn/nha-khoa-hoc-goc-viet-giai-ma-bi-an-cach-cay-co-tao-hop-chat-chong-ung-thu-post2149060401.html