Deux plantes qui peuvent provoquer des lésions nerveuses et une paralysie à petites doses pourraient en réalité cacher un trésor de composés utiles – pour la douleur, le paludisme, le cancer, et même la lutte antiparasitaire. Des chercheurs ont enfin réussi à recréer une partie de leur chimie puissante en laboratoire, ce qui pourrait conduire à des traitements plus durables basés sur des produits naturels.

L'étude, publiée dans la revue Molecular Plant, s'est concentrée sur l'aconit et le pied-d'alouette, avec des scientifiques de l'Université d'État du Michigan et de l'Académie tchèque des sciences unissant leurs forces. Ces plantes sont utilisées en médecine depuis des milliers d'années, selon Garret Miller, co-premier auteur et maintenant professeur adjoint à l'Université du Michigan-Flint. « Nous savons qu'elles interagissent avec notre corps de nombreuses façons, et comprendre comment les créer peut aider à ouvrir des voies totalement nouvelles de test », a-t-il déclaré.

Les plantes sont les chimistes ultimes, dit Björn Hamberger, professeur titulaire de la chaire James K. Billman à MSU. « Les plantes sont les meilleures chimistes qui soient, améliorant leur arsenal de composés naturels au fil de millions d'années pour survivre. » Leur savoir-faire comprend la caféine, la capsaïcine, le menthol et la vanilline – sans parler de nombreux médicaments modernes qui proviennent directement de plantes ou s'en inspirent.

Le laboratoire Hamberger se concentre sur ces métabolites spécialisés et a récemment tourné son attention vers le pied-d'alouette (également appelé delphinium pour ses fleurs en forme de dauphin). L'objectif était de comprendre comment la plante produit des alcaloïdes diterpénoïdes – un groupe de produits chimiques hautement toxiques mais qui pourraient avoir des bienfaits médicinaux. Cela a été un casse-tête pour les scientifiques pendant des décennies car ces composés sont incroyablement complexes, combinant des caractéristiques de deux des plus anciens et plus grands groupes de produits chimiques végétaux. L'aconitine, un membre bien connu de cette famille, a été isolée il y a près de 200 ans, mais personne n'a réussi à la synthétiser en laboratoire.

Les progrès sont venus d'une rencontre inattendue lors d'une conférence à Barcelone, où Hamberger a rencontré des chercheurs du laboratoire de Tomáš Pluskal à l'Académie tchèque des sciences, qui étudiaient les mêmes alcaloïdes dans l'aconit (également connu sous le nom de casque-de-Jupiter). Comme l'a dit Hamberger, « Quand cela se produit, nous pouvons soit suivre nos propres voies, soit nous unir, et c'est en s'unissant que l'on fait toujours la meilleure science. »

L'équipe s'est alors lancée dans une chasse au trésor moléculaire, examinant plusieurs espèces des deux plantes et suivant des milliers de gènes pour trouver ceux activés dans les bons tissus au bon moment. C'est comme une chaîne de montage, a expliqué Miller : « Si vous avez dix étapes consécutives pour construire un produit fini, et que soudain l'une s'arrête, les étapes suivantes ne peuvent pas se produire. » Une fois la voie résolue, ils peuvent transférer les instructions génétiques dans un hôte comme la levure, en faisant un système de production biologique.

Après avoir identifié des gènes prometteurs, les chercheurs les ont transférés dans des plants de tabac, qui ont servi de bio-usines vivantes. Le tabac modifié a assemblé avec succès la voie : six enzymes ont travaillé ensemble pour produire de l'atisinium, un alcaloïde diterpénoïde, avec une addition inattendue d'azote. Cela donne à l'équipe un point de départ pour étudier la famille plus large des alcaloïdes et son potentiel médicinal.

« Notre vision est de fournir des outils verts et durables qui nous permettront d'exploiter le pouvoir naturel de ces plantes », a déclaré Hamberger.

Matériel fourni par l'Université d'État du Michigan. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.