Des plantes communes vers de nouveaux traitements médicaux

La grande majorité des bactéries sont protégées par une paroi parfois épaisse. Cette paroi est constituée d’un arrangement complexe de protéines recouvertes de sucres liés à ces protéines. Cette paroi est perméable mais les bactéries, dans la pratique, sont incapables de trouver de la nourriture en abondance pour se diviser et se multiplier. Elles ont donc mis au point un stratagème consistant à excréter toutes sortes d’enzymes qui ont pour fonction d’attaquer les constituants de l’hôte et de les réduire à l’état de petites molécules qui pourront franchir aisément la paroi bactérienne , qu’il s’agisse de sucres, d’acides aminés ou d’acides gras. Le tissu de l’hôte, un végétal ou un animal, commence alors à se dégrader et si la bactérie dispose d’un moyen de propulsion comme des flagelles elle va s’enfoncer de plus en plus profondément dans les tissus de l’hôte. Sans réaction de défense le végétal ou l’animal sont condamnés. Au cours de l’évolution ces futures victimes d’une attaque bactérienne ont mis au point des mécanismes de défense très sophistiqués. Les plantes excrètent des petites molécules qui font fuir les herbivores ou sont toxiques pour diverses bactéries mais si les herbivores vont voir ailleurs et délaissent les plantes qui les repoussent de par leur odeur, les bactéries s’adaptent remarquablement vite sauf si l’arme de défense est imparable.

Pour être imparable l’arme en question doit être sophistiquée pour détruire « sans bavure » l’arme de destruction massive dont disposent les bactéries, leurs protéases. Ce sont des enzymes qui cassent en morceaux assimilables par la bactérie les protéines de l’hôte. Cet hôte a donc mis au point une riposte : des petits peptides (ce sont des toutes petites protéines) compacts, résistants à des milieux acides, à la chaleur et surtout indifférents aux protéases bactériennes. Et il semble que le monde végétal est particulièrement bien équipé en inhibiteurs des protéases bactériennes. Ces petits peptides très compacts dont la structure est incroyablement rigide car ils sont repliés sur eux-mêmes grâce à la présence de ce que l’on appelle des ponts disulfure, condensation entre deux groupements thiol (-SH) de cystéines. On en a trouvé dans la belle de nuit, les pommes de terre et plus récemment la betterave. L’enjeu de ce type de recherches est bien sûr la mise au point de traitements antibiotiques applicables à l’homme.

L’étude à laquelle se réfère le présent billet (lien ci-dessous) a consisté à faciliter l’identification de ces toutes petites protéines en mettant largement en application la technique dite MALDI-TOF d’identification de peptides riches en cystéine et par conséquent en ponts disulfure. Après avoir procédé à des étapes de purification d’une certaine quantité de racine de betterave fourragère commune (Beta vulgaris) dont on a éliminé les sucres et les grosses protéines l’extrait ne contenant plus que des petits peptides d’une masse moléculaire inférieure à 5000 (gramme/mole ou Dalton) est soumis à une analyse utilisant le MALDI-TOF, une technique d’une rare efficacité pour déterminer le « profil » peptidique d’une bactérie ou d’un virus après avoir été développé justement pour l’analyse des peptides puis de plus grosses protéines. Il s’agit de déposer l’échantillon à analyser sur une plaque métallique contenant une matrice constituée de diverses molécules favorisant l’ionisation des éléments de l’échantillon à analyser lorsque celui-ci est soumis à un rayonnement laser dans le proche ultra-violet. En chimie analytique qui dit ionisation (dans le vide) dit possibilité d’analyse par spectrographie de masse/ L’extrême miniaturisation des appareils d’analyse avec le traitement informatique associé permet d’identifier tous les peptides constituants de l’échantillon en déterminant leur temps de vol (TOF = time of flight) dans la partie initiale du spectrographe de masse où les ions formés par désorption laser sont accélérés (lien en fin de billet pour les curieux). La recherche de peptides contenant au moins trois ponts disulfure se trouve alors considérablement simplifiée. Il suffit de « réduire » au sens chimique du terme ces ponts disulfure et de bloquer les fonctions thiol des cystéines. Avec 6 cystéines on doit obtenir une différence de masse pour chaque peptide ainsi modifié de 348 Daltons après traitement avec du iodoacétamide, 6 groupements acetamide de masse 58 Daltons chacun. C’est ainsi qu’un peptide de masse 3560 Daltons a été identifié, sa séquence de 32 amino-acides a également été déterminée par MALDI-TOF combiné à un temps de vol sur les ions secondaires. Ce peptide présente de fortes homologies avec d’autres inhibiteurs de la trypsine, certains d’entre eux présentant des propriétés antifongiques. Une analogie de séquence a également été établie avec certains peptides ayant une activité anti-microbienne.

Ces résultats ouvrent une voie de recherche de ce type de peptides dans le monde végétal pour traiter toutes sortes de maladies, le peptide identifié puis synthétisé à l’aide d’un synthétiseur automatique ayant montré un puissant pouvoir inhibiteur de la prolyl-oligopeptidase humaine. Or inhiber cette activité in vivo pourrait conduire à la mise au point d’un traitement du diabète de type II. Ce même type de molécule est très étudié pour le traitement de la sclérose en plaques. Enfin il faut citer ici pour terminer qu’une classe de ces petits peptides a un effet inhibiteur sur l’enzyme de conversion de l’angiotensine qui est au centre de la régulation de la tension artérielle. Il est donc facile de comprendre l’intérêt considérable que représente cette étude dans un futur proche ( https://dx.doi.org/10.1021/acs.jnatprod.0c00648 ).

Autre lien : https://en.wikipedia.org/wiki/Matrix-assisted_laser_desorption/ionization#Time_of_Flight

2 réflexions au sujet de « Des plantes communes vers de nouveaux traitements médicaux »

  1. Excusez moi par avance pour ce commentaire hors sujet.
    Cela fait plusieurs fois que j’écris un commentaire. Mais la machine en bloque l’envoi…erreur…Bizarre. Aussi je recommence pour essai sans dire du mal de qui que ce soit…

Votre commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l’aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Photo Google

Vous commentez à l’aide de votre compte Google. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l’aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l’aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s