Des levures pour produire de la morphine

Des levures pour produire de la morphine

Des chercheurs ont mis au point une souche de levure génétiquement modifiée pour fabriquer des dérivés de l’opium. Une découverte qui suscite l’espoir… mais pourrait aussi s’avérer menaçante.

Cet article a été publié dans Le Temps (quotidien suisse) et sur son site Internet le 26 juin 2015.

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Le pavot pourrait bientôt ne plus être nécessaire à la production de morphine. Une série d’études récentes – dont la dernière en date est publiée dans la revue Science datée du 26 juin – a mis en évidence un procédé permettant la production d’opioïdes (nom donné aux dérivés synthétiques de l’opium, dont fait partie la morphine) à partir de levures génétiquement modifiées et de sucre. Comment? Tout simplement grâce à la fermentation. Sauf qu’au lieu de transformer le sucre en alcool, comme dans la production du vin ou de la bière, la levure génétiquement modifiée sert à produire des opiacés. Une découverte spectaculaire mais qui, si elle tombait entre les mains de personnes mal intentionnées, pourrait aussi devenir dangereuse…

Cela fait vingt-cinq ans que des équipes de recherche tentent de répliquer avec des levures le cheminement moléculaire complexe d’obtention de la morphine. Cette quête a connu une accélération cette année après que des chercheurs de l’Université de Berkeley en Californie ont démontré la possibilité de transformer la tyrosine, un dérivé du sucre, en réticuline, un composé du pavot. Plus exactement, c’est une forme particulière de la réticuline, appelée (S)-réticuline, que ces chercheurs ont obtenue, d’après leur étude publiée au mois de mai dans la revue Nature Chemical Biology . Par ailleurs, une équipe différente a trouvé comment transformer un autre dérivé de la réticuline nommé (R)-réticuline en opioïde. Il ne restait donc plus qu’à trouver le chaînon manquant entre la (S)-réticuline et la (R)-réticuline. C’est justement cette étape qui a été réalisée par les chercheurs de l’Université d’York qui publient leurs travaux dans l’édition du 26 juin de Science .

Mais pourquoi vouloir recréer dans la levure un composé chi­mique que le pavot fabrique si bien naturellement? «Les levures sont tout simplement plus faciles à étudier. Les plantes ont des cycles de culture lents, donc lorsqu’on les manipule génétiquement, il faut attendre un long moment avant de voir les résultats. Manipuler l’ADN de la levure est plus facile», explique Will DeLoache, doctorant de l’Université de Berkeley et auteur principal de l’étude de Nature Chemical Biology. Parmi les possibilités offertes par cette découverte figure celle de «créer de nouveaux composés chimiques que la plante n’aurait pas produits naturellement: par exemple des médicaments moins addictifs, plus efficaces ou encore moins chers», complète Will DeLoache.

Si la démarche est audacieuse, l’idée de se servir de micro-organismes pour fabriquer des médicaments n’est pas nouvelle: c’est depuis la fin des années 1970 que de l’insuline est produite par des bactéries auxquelles on a inséré le gène codant cette protéine. De nombreux autres médicaments ont suivi. Mais cette approche va désormais plus loin avec l’émergence de la biologie synthétique. «Ce champ émergent, qui existe depuis 2000, s’est développé ces dernières années. Son objectif est de systématiser les processus de manipulation des systèmes biologiques existants, afin de synthétiser de nouvelles cellules à l’échelle industrielle», explique Paul Freemont, codirecteur du Centre pour la biologie synthétique et l’innovation à l’Imperial College de Londres.

Le scientifique salue la prouesse des chercheurs qui sont parvenus à reproduire la synthèse de la morphine: «Leur découverte est importante car elle pourrait favoriser l’industrialisation de la morphine, un antidouleur primordial auquel une grande partie du monde n’a pas accès. L’artémisinine, un médicalement contre la malaria, est le seul composé chimique naturel aussi complexe qui ait été intégralement synthétisé grâce à des cellules simples comme les levures ou les bactéries.»

Mais cette découverte pourrait également entraîner des abus particulièrement dangereux: «Le risque principal est que des trafiquants reproduisent dans leur propre laboratoire la souche de la levure capable de produire de la morphine. Il faut une bonne connaissance en génétique et du bon matériel, mais c’est faisable», analyse Thomas Binz de l’Office fédéral de la santé publique (OFSP), membre du groupe d’experts internationaux de la réglementation sur la sûreté et la sécurité biologiques. Ils pourraient alors produire de la morphine, et donc de l’héroïne, sans être dépendants de la culture du pavot.

Face à cette perspective, les chercheurs de Berkeley ont consulté Kenneth Oye, directeur du Programme d’études sur les technologies émergentes au MIT, afin d’avoir son avis sur les risques et les bénéfices de leurs travaux. «Une démarche rarissime», confie l’expert, qui a synthétisé sa réflexion dans un article publié dans la revue Nature. Pour lui, cette découverte nécessite une réponse rapide de la part de la communauté scientifique et politique. «Je crains que ces recherches n’entraînent un accès encore plus simplifié aux opiacés», indique-t-il au Temps par téléphone.

Dans le monde, 16 millions de personnes consomment ces drogues de manière illégale. «Pour éviter que cette découverte n’amplifie le phénomène, il y a un certain nombre de décisions à prendre: la souche de levure pourrait par exemple être créée de telle sorte qu’elle soit difficile à cultiver, donc plus difficile à faire fermenter de manière artisanale. Des marqueurs génétiques pourraient également être intégrés pour que la souche soit traçable», détaille-t-il.

Le spécialiste rappelle néanmoins que le travail des chercheurs n’est pas encore tout à fait abouti. Si toutes les étapes ont bien été découvertes de manière indépendante, il n’existe pas encore de souche de levure capable de synthétiser à elle seule de la morphine. «Une telle souche devrait être créée d’ici deux ou trois ans», prévoit Will DeLoache. Il faudra alors encore quelques années pour en optimiser la production. Une maîtrise qui vient en tout cas plus vite que prévu: il y a encore quelques mois, la plupart des scientifiques pensaient qu’il faudrait encore au moins dix ans pour obtenir ce genre de résultats.

Arnaud Aubry (San Francisco)


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