Du gène au médicament à bas prix

La professeure Isabel Desgagné-Penix en compagnie de deux... (Stéphane Lessard, Le Nouvelliste)

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La professeure Isabel Desgagné-Penix en compagnie de deux de ses étudiants, Nicolas Dufour (à gauche) et Andrew Diamond.

Stéphane Lessard, Le Nouvelliste

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Brigitte Trahan
Le Nouvelliste

Isabel Desgagné-Penix connaît bien les plantes médicinales. Cette scientifique d'origine innue a vu sa grand-mère et les femmes de son voisinage employer de nombreuses plantes pour soigner divers maux, dans la famille et la communauté. Les plantes médicinales l'ont toujours fascinée au point où elle en a fait une partie importante de sa carrière professionnelle.

Professeure depuis trois ans à l'UQTR, Mme Desgagné-Penix oeuvre au Laboratoire de recherche sur le métabolisme spécialisé végétal où elle extrait de diverses plantes la séquence des gènes qui forme leurs propriétés médicinales. En reproduisant cette séquence en laboratoire, elle espère créer, à partir d'algues microscopiques, des médicaments à très faibles coûts.

Les plantes, les microbes et les champignons produisent une foule de composés médicamenteux, comme des antibiotiques, des anti-inflammatoires, des antipyrétiques et des composés anticancéreux, par exemple. «Ce qui est nouveau, c'est de pouvoir utiliser ces médicaments comme plateforme technologique pour leur faire produire ce qu'on veut», explique la chercheuse.

Pour y arriver, les scientifiques utilisent soit une levure ou une microalgue qui ne produisent pas de médicaments «et l'on vient incorporer une voie de synthèse à l'intérieur», explique-t-elle. On a ainsi «tous les gènes et la machinerie nécessaires pour faire un médicament».

Une fois cette partie maîtrisée, on n'a plus besoin de la plante d'origine pour fabriquer le composé médicamenteux en question.

Avec cette méthode, on peut fabriquer des produits pharmaceutiques, cosméceutiques (pour les soins de la peau) ou nutraceutiques (alimentaires), voire des biocarburants.

«Ma spécialité, c'est de trouver comment les organismes fabriquent ces composés», dit-elle, c'est-à-dire quelles sont les étapes chimiques successives qui se produisent dans la plante pour créer son ingrédient médicinal. C'est ce que les scientifiques appellent la voie de synthèse.

Ces produits médicamenteux, les plantes ne les fabriquent en général qu'en très petite quantité. Quand ils sont extraits directement de la plante à des fins pharmaceutiques, il faut cultiver de vastes champs de plantes médicinales et employer des quantités énormes de solvants pour en extraire leur principe actif. Cette méthode fait en sorte que ces médicaments sont extrêmement coûteux à produire. «On veut prendre cette route-là de moins en moins parce que c'est polluant aussi», dit-elle.

Il faut donc se tourner soit vers la chimie verte ou, dans son cas, vers la biotechnologie. Présentement, les composés qui l'intéressent sont les alcaloïdes parmi lesquels se trouvent des produits capables de ralentir les symptômes de la maladie d'Alzheimer.

Au lieu d'extraire les produits médicamenteux des plantes de façon conventionnelle, Isabelle Desgagné-Penix essaie de comprendre comment la plante est parvenue à fabriquer le produit, c'est-à-dire à partir de quelle séquence de réactions chimiques naturelles le précieux médicament a été fabriqué par Mère Nature.

Une fois la «recette» connue, elle peut alors recréer ce médicament fidèlement en laboratoire avec autant de précision et d'exactitude que le ferait la plante elle-même. «On peut imiter ce qui se fait dans la nature», résume-t-elle.

Une fois la voie de synthèse ou la recette connue, on n'aurait même pas besoin d'une seule fleur de pavot pour fabriquer de l'opium, par exemple, si tel était le but, ni de marijuana pour fabriquer du THC, dit-elle.

Pour l'instant, la meilleure plateforme pour réussir ce tour de force, ce sont les microalgues. Les composés anticancéreux ou antimicrobiens sont très bien tolérés par les microalgues. «Le gros défi, ce sont les voies de synthèse», dit-elle. «Elles ne sont pas toutes élucidées. Il y a très peu d'études sur les plantes médicinales au niveau biochimique. Il n'est écrit nulle part que pour faire tel médicament, ça passe par tel ou tel gène.»

Les Amérindiens emploient souvent en tisane le chaga, un champignon qui pousse sur le bouleau blanc, pour ses propriétés antioxydantes et anticancéreuses, une plante dont il serait fort intéressant de connaître la voie de synthèse. Dans un cas de ce genre, c'est toutefois difficile à étudier, explique-t-elle, car il n'est pas possible de faire croître ce genre de plante de façon standardisée. On doit en effet les prélever dans les bois et les conditions de leur croissance peuvent varier d'un endroit à l'autre, dit-elle.

Une fois la voie de synthèse percée, toutefois, les possibilités s'ouvrent. «On peut remplacer une réaction et changer juste un petit peu la molécule pour avoir quelque chose qui pourrait être plus actif ou qui pourrait même traiter un autre type de maladie.»

Mieux encore, une fois le génome de plante médicinale connu, on peut copier les gènes et fabriquer de l'ADN synthétique, explique la chercheuse. «On n'a pas besoin de la plante.»

Ce que vise la chercheuse, finalement, c'est de trouver le moyen de produire des médicaments à prix abordable.




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