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Les scientifiques cultivent des plantes transgéniques pour doubler la production de l'artemisinin pour lutter contre la malaria

Depuis les époques antiques, l'humanité a employé des centrales pour traiter les maladies. Un exemple est l'annua d'armoise de centrale, employé pendant plus de 2.000 années en médicament de chinois traditionnel pour traiter des fièvres intermittentes. De nos jours, la molécule d'artemisinin - l'ingrédient actif synthétisé dans les poils microscopiques (trichomes) de cette centrale - est la composante principale des demandes de règlement de malaria mondiales. En fait, le scientifique chinois Youyou Turquie a été attribué en 2015 avec le prix Nobel en médicament pour la découverte de l'artemisinin et son application dans les traitements contre la malaria.

Indépendamment de l'efficacité de l'artemisinin contre la malaria et d'autres maladies entraînées par des parasites et en dépit de son potentiel antitumoral, son usage fait face à un problème : le teneur inférieur produit par la centrale et le coût élevé de sa synthèse chimique ont comme conséquence un médicament rare et cher.

Maintenant, une équipe de recherche internationale aboutie par des chercheurs à partir du centre pour la recherche dans la génomique des instruments aratoires (ROCHER) et la biotechnologie S.L. de Sequentia a pu obtenir, par le génie génétique, les centrales d'annua d'armoise qui produisent deux fois autant artemisinin. Le travail, aujourd'hui publié dans le tourillon de centrale, recense un gène impliqué dans la formation des trichomes de centrale et dans la synthèse des terpènes, tels que l'artemisinin. « Nous avons découvert que le gène AaMYB1 a une double fonction : il introduit la formation de trichome dans les lames et la synthèse d'artemisinin à l'intérieur des trichomes », explique Soraya Pelaz, le chercheur d'ICREA au ROCHER et l'auteur supérieur de l'article. « En manipulant ce gène, nous sommes parvenus à cultiver les centrales qui contiennent beaucoup plus d'artemisinin que leurs homologues de type sauvage, » il ajoute. Noter que 90% de cas de malaria et 92% des morts provoquées par cette maladie se produisent dans l'Afrique Subsaharienne, ceci trouvant pourrait être une opération importante vers réduire les coûts de production d'un médicament si nécessaire.

La centrale comme usine

Cette étude est un parfait exemple de transfert de la connaissance. Luis Matias-Hernandez, le premier auteur du travail discuté, a commencé à étudier la formation des trichomes dans la thaliana modèle d'Arabidopsis de centrale quand il était un chercheur post-doctoral au groupe de ROCHER abouti par Soraya Pelaz. L'analyse acquise l'a incité à penser que la formation des trichomes pourrait être manipulée aux centrales avec des applications industrielles. Pendant les deux dernières années, et les mercis à un Torres Quevedo se contractent, Luis Matias-Hernandez avait dirigé une ligne de recherche visée obtenant les centrales d'armoise qui produisent un grand nombre d'artemisinin à la biotechnologie de Sequentia de rotation-à l'extérieur, de laquelle il continue à collaborer avec le ROCHER.

« Un des objectifs principaux de la biotechnologie de Sequentia est de produire l'artemisinin de la même qualité mais à un plus peu coûteux. Notre ambition est de réduire le prix du médicament, ainsi elle peut être accessible à chacun à l'avenir », souligne Luis Matias-Hernandez. « Nous voulons employer l'armoise comme usine bonne marchée naturelle pour des antimalariques, et nous vérifions différentes stratégies pour la faire, » ajoute le chercheur.

Au delà de l'artemisinin

Collaborant avec Peter E Brodelius, chercheur à l'université de Linnaeus en Suède, les scientifiques pouvaient recenser le gène AaMYB1 parmi le choix de gènes exprimés en trichomes d'armoise. Au ROCHER, les chercheurs ont conçu les plantes transgéniques qui overexpressed ce gène et ont constaté qu'ils de plus grandes doses accumulées d'artemisinin que les centrales non-genetically modifiées.

Mais l'enquête est allée plus loin. Pour confirmer le rôle du gène AaMYB1 dans la formation des trichomes de centrale, les chercheurs recherchés les gènes assimilés dans la thaliana modèle d'Arabidopsis de centrale et trouvés le gène AtMYB61. Quand ce gène overexpressed à la centrale modèle, il a également produit un montant plus élevé de trichomes sur ses lames, expliquant que ces gènes jouent une fonction clé dans la formation des trichomes dans des substances evolutionarily éloignées. Soraya Pelaz explique que « en plus de son rôle dans l'armoise, l'identification de ce gène peut également être utile pour d'autres centrales dont les trichomes produisent des substances d'intérêt ». Luis Matias-Hernandez ajoute « là sont beaucoup de centrales qui produisent des substances d'intérêt pour leurs trichomes. Par exemple, le menthol et le thymol sont des terpènes produits dans les trichomes de la menthe et du thym, respectivement. »