Les usines microbiennes pourraient produire localement antidouleurs Brassée
Les dernières décennies ont vu d'énormes progrès réalisés dans la biologie synthétique - l'idée que les parties biologiques simples peuvent être tordues pour faire de notre appel d'offres. L'un des principaux objectifs a été le piratage de la machinerie biologique que la nature utilise pour produire des produits chimiques.L'espoir est - une fois que nous comprenons assez - nous pourrions être en mesure de concevoir des processus qui convertissent charge pas cher, tels que le sucre et les acides aminés, dans la drogue ou des carburants.Ces lignes de production peuvent ensuite être installés dans des microbes, transformant les cellules vivantes dans les usines.
Prendre un saut dans cette direction, les chercheurs de l’Université de Stanford ont créé une version de la levure de boulanger (Saccharomyces cerevisiae) qui contient du matériel génétique du pavot à opium (Papaver somniferum), ce qui porte l'usine morphine microbienne un pas de plus à la réalité. Ces résultats publiés dans la revue Nature Chemical Biology représentent une réussite scientifique significative, mais en éliminant la nécessité de cultiver le pavot peut - être encore années loin.
Plus que le pain et les boissons alcoolisées
Si le chien a été le meilleur ami de l’homme depuis des milliers d'années ou plus, l'humble levure a longtemps été le deuxième meilleur ami de l'homme. L'organisme unicellulaire a été exploitée par les sociétés humaines pour produire des boissons alcoolisées ou du pain pour plus de 4000 ans.
Comme tout animal ou d'une plante que l’humanité domestiqué, il y a eu un intérêt particulier pour l'étude et l’optimisation de la levure. Lorsque l'élevage transformé en une discipline scientifique, il est rapidement devenu un organisme modèle pour des expériences biologiques. En 1996, le génome complet a été la première séquence à partir d’un organisme eucaryote, - l'arbre plus avancé de la vie. Cette connaissance approfondie de la biologie des levures en fait une plate - forme attrayante pour la biologie synthétique.
Dans la nouvelle étude, Christina Smolke et son équipe montrent en outre que la levure pourrait être un bon candidat pour la production d'opioïdes - une classe de médicaments qui comprend la morphine. Pour réaliser cette transformation, Smolke aurait besoin d’une voie biologique complète nécessaire pour produire des opioïdes complexes.
En 2008, elle a obtenu le premier indice sur la fermentation des sucres simples avec succès à faire salutaridine, un précurseur opioïde. Puis, en 2010, une équipe canadienne a identifié les deux dernières pièces manquantes du puzzle de la morphine dans le génome du pavot à opium.
L'utilisation de ces éléments biologiques à partir de plantes, ainsi que certaines des bactéries, Smolke a maintenant créé une levure qui peut produire de nombreux opioïdes naturels et non naturels. Tout ce qu'il faut est de nourrir les microbes d'une molécule intermédiaire extraite de la plante de pavot appelé thébaïne.
Ces résultats apportent la technologie une étape de plus dans les usines microbiennes capables de produire des molécules pharmaceutiques dans un réservoir plutôt que sur le terrain. Ce qui reste maintenant est pour Smolke de trouver un moyen de transformer salutaridine en thébaïne efficacement. Combler cet écart peut lui permettre de créer une souche de levure produisant des opioïdes directement à partir de sucres.
Enseigner levure de nouveaux tours
Il y a eu d’autres sites de biologie synthétique dans le passé. En 2006, ingénieur chimiste Jay Keasling de l'Université de Californie à Berkeley et son équipe introduit avec succès le matériel génétique de la plante armoise (Artemisia annuel) dans la levure. Leur usine microbienne a pu produire de l’acide artemisinic, qui est seulement une étape chimique loin de l’artémisinine, le médicament le plus efficace contre Plasmodium falciparum malaria.
L'histoire du succès de l'usine microbienne d'acide artemisinic de Keasling a attiré beaucoup d'attention et en 2008, le géant pharmaceutique Sanofi autorisé la levure conçue pour apporter le microbe du laboratoire dans les usines de la vie réelle. Huit ans et beaucoup d'amélioration plus tard, les premières doses du médicament produites en utilisant leur méthode arrivent sur le marché. En utilisant un processus qui dure moins de trois mois et sans couper un seul arbre, la société française a maintenant produit des tonnes d'acide artemisinic, soit l'équivalent de millions de traitements.
Loin des projecteurs, d’autres ont suivi des voies similaires et a passé du temps à enseigner la levure comment produire divers produits chimiques et des matières premières, en particulier des molécules de parfum ou des précurseurs de polymères. Evolva, société synthétique biologie basée en Suisse a une histoire de dix ans de la biologie synthétique développement et est en train de faire profit avec un micro - organisme de la vanilline-production.
Une réalité fermentée
La levure Engineered a un avantage significatif sur les cultures ou leurs copies génétiquement modifiés. Non seulement il ne nécessite aucune terre, mais aussi les produits finaux, tels que la vanilline de Evolva, sont chimiquement identique à celui isolé à partir de sources naturelles et ne pas besoin d'être étiquetés comme "GM". Enfin, les usines microbiennes sont contenues dans les réacteurs, éliminant efficacement le risque de contamination de l'environnement que les cultures en plein champ génétiquement modifiés représentent. Mais il existe d'autres risques qui sont rarement évalués.
Malgré tout le battage médiatique et promet que la biologie synthétique pourrait produire un traitement antipaludique à moindre coût et de manière fiable, des mesures de précaution sont nécessaires. Le marché de l’artémisinine fortement subventionné et volatile, ainsi que l'impact socio-économique d'éliminer la nécessité d’une culture de plantes d'absinthe, ont mis à la fois toute une population de patients africains et les agriculteurs asiatiques à risque. Et jusqu'à présent, les coûts de production de la version synthétique sont encore semblables à extraire la drogue à partir de sources naturelles.
Similaire à l'artémisinine, les opioïdes sont fabriqués à partir de précurseurs naturels qui proviennent de champs de pavot trouvés dans quelques zones réglementées en Turquie et sur l'île de Tasmanie. En raison de leur utilisation comme drogue récréative, leur production est sous la supervision de l'International Narcotics Control Board.
- L'utilisation des usines microbiennes pour produire la morphine devra être strictement réglementée. Les conséquences possibles sur le prix, la chaîne d'approvisionnement et de stupéfiant contrôle devront être prises au sérieux. Cela signifie que la technologie peut être retardé encore plus loin. Mais il pourrait aussi rendre la vie des régulateurs plus facile si l'opium n'a pas besoin d'être cultivées dans les exploitations agricoles.
