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Bactéries détournées pour faciliter la fabrication de médicaments et améliorer la stratégie de traitement

Bactéries détournées pour faciliter la fabrication de médicaments et améliorer la stratégie de traitement

Alors que le monde continue de chanceler sous l’impact de la pandémie de coronavirus, une nouvelle technologie a aidé à développer des vaccins efficaces en un temps record. Les scientifiques cherchent maintenant à peaufiner et à concevoir des bactéries pour améliorer le processus de fabrication des médicaments.

Des scientifiques de l’Université du Texas aux États-Unis ont développé un nouvel outil qui pourrait améliorer la fabrication de médicaments dans les cellules bactériennes. Alors que l’utilisation de bactéries a été suggérée comme une bonne alternative biologique, la détection et l’optimisation de la production de molécules thérapeutiques sont difficiles et chronophages.

Dans un nouvel article publié dans la revue Nature Chemical Biology, l’équipe de l’UT Austin a introduit un système de biocapteur, dérivé de la bactérie E. coli, qui peut être adapté pour détecter avec précision et en quelques heures toutes sortes de composés thérapeutiques.

La plupart des médicaments que nous consommons sont fabriqués avec des ingrédients extraits de plantes et l’extraction est un travail compliqué et gourmand en ressources. Pendant ce temps, les bactéries sont une alternative bon marché, efficace et durable et son code génétique peut être facilement manipulé pour devenir des usines de production de médicaments. Les systèmes biologiques des bactéries peuvent être exploités pour produire des molécules spécifiques dans le cadre du processus cellulaire naturel.

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“Nous cherchons à donner aux bactéries des” sens “, similaires aux récepteurs olfactifs ou aux récepteurs du goût, et à les utiliser pour détecter les divers composés qu’elles pourraient fabriquer”, a déclaré Andrew Ellington, professeur de biosciences moléculaires et auteur correspondant sur le papier.

Cependant, les fabricants n’avaient pas le moyen d’analyser rapidement différentes souches de bactéries modifiées pour identifier celles capables de produire les quantités de médicament souhaitées à des volumes commerciaux – jusqu’à présent. L’analyse précise des milliers de souches modifiées sur le chemin d’un bon producteur peut prendre des semaines ou des mois avec la technologie actuelle, mais seulement une journée avec les nouveaux biocapteurs.

« Il n’existe actuellement aucun biocapteur pour la plupart des métabolites végétaux. Avec cette technique, il devrait être possible de créer des biocapteurs pour un large éventail de médicaments », a déclaré Simon d’Oelsnitz, chercheur au Département des biosciences moléculaires et premier auteur de l’article.

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Les biocapteurs développés par d’Oelsnitz, Ellington et leurs collègues déterminent rapidement et avec précision la quantité d’une molécule donnée produite par une souche de bactéries. L’équipe a développé les biocapteurs pour plusieurs types de médicaments courants, tels que les antitussifs et les vasodilatateurs, qui sont utilisés pour traiter les spasmes musculaires.

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Les images moléculaires des biocapteurs prises par les cristallographes à rayons X Wantae Kim et Yan Jessie Zhang montrent exactement comment ils s’accrochent étroitement à leur médicament partenaire. Lorsque le médicament est détecté par le biocapteur, il brille. De plus, l’équipe a conçu sa propre bactérie pour produire un composé présent dans plusieurs médicaments approuvés par la FDA et a utilisé les biocapteurs pour analyser la sortie du produit, a déclaré l’équipe dans un communiqué.

“Bien qu’il ne s’agisse pas du premier biocapteur”, a déclaré d’Oelsnitz, “cette technique permet de les développer plus rapidement et plus efficacement. À son tour, cela ouvre la porte à davantage de médicaments produits par biosynthèse.

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