Une gamme de plantes est utilisée pour la production de protéines recombinantes, incluant des espèces agricoles d’importance comme le maïs, le canola ou le soya. Sont aussi utilisées des plantes moins connues, prisées pour leur efficacité à produire des protéines, comme l’herbacée Nicotiana benthamiana (sur la photo), une plante sauvage d’Australie cousine du tabac.

Une gamme de plantes est utilisée pour la production de protéines recombinantes, incluant des espèces agricoles d’importance comme le maïs, le canola ou le soya. Sont aussi utilisées des plantes moins connues, prisées pour leur efficacité à produire des protéines, comme l’herbacée Nicotiana benthamiana (sur la photo), une plante sauvage d’Australie cousine du tabac.

La production de protéines utiles en médecine, un nouveau rôle pour nos végétaux

De tout temps, les plantes ont été pour nous une source fidèle d’aliments, de nutriments, d’énergie et de textiles. Elles sont désormais un compagnon précieux pour la production de protéines recombinantes, ces médicaments de nouvelle génération qui façonnent aujourd’hui la manière dont on nous soigne.

Depuis des années, des bactéries, des levures et des cellules animales sont mises à contribution pour la production de vaccins, de protéines thérapeutiques ou d’anticorps pour le diagnostic des maladies. Peu à peu, les plantes prennent aussi leur place dans cette aventure.

Les microorganismes sont incapables de produire les protéines nécessaires au traitement de l’hémophilie? Les plantes peuvent faire le travail. Les cellules animales véhiculent des agents infectieux potentiellement néfastes pour notre santé? Les plantes n’intéressent pas nos agents pathogènes. Les cellules en bioréacteurs engendrent des coûts de production exorbitants? Les cultures végétales ne nécessitent pas d’installations aussi onéreuses.

Des progrès rapides, du travail à faire

Une première protéine thérapeutique produite en système végétal pour usage humain a été approuvée en 2012 pour le traitement d’une maladie héréditaire, la maladie de Gaucher. Deux ans plus tard était produit dans une plante un cocktail d’anticorps pour le traitement du virus Ebola, le ZMapp, qui demeure à ce jour l’un des seuls traitements contre cette dangereuse maladie infectieuse.

Encore peu de protéines médicales produites dans les plantes ont été commercialisées à ce jour, mais des dizaines d’études cliniques en cours, dont certaines sont très avancées, laissent présager une forte croissance du secteur dans les prochaines années.

Beaucoup reste toutefois à faire pour consolider la position des végétaux sur le marché des protéines recombinantes. Les cellules d’une plante, malgré leurs ressemblances avec les nôtres, montrent des caractéristiques propres qui en font souvent, pour une protéine humaine, un lieu plutôt hostile.

Et c’est là qu’entre en jeu un groupe de recherche à l’Université Laval. Au-delà des protéines exprimées, il souhaite cerner comment une protéine étrangère se comporte au sein de la cellule végétale et comment, en contrepartie, cette cellule influence la protéine et la qualité du produit obtenu.

Depuis des millénaires, les plantes sont une source utile de médicaments pour le traitement des maladies; elles permettent désormais d’en créer de nouveaux. Il revient maintenant aux chercheurs de comprendre comment elles s’adaptent à ce nouveau rôle qu’on leur confie, puis de tirer profit de leurs talents innés, comme cela s’est fait en agriculture au fil des décennies. 

Des bio-usines végétales

Les avancées spectaculaires de la biologie moléculaire depuis 30 ans ont pavé la voie au développement d’un concept clé en biotechnologie, celui de bio-usine. Vous connaissez l’insuline humaine pour le traitement du diabète? L’interféron pour le traitement de cancers ou d’infections virales? Ces protéines complexes, dites recombinantes, ne sont pas isolées d’individus humains en bonne santé. Elles sont plutôt tirées d’organismes tiers modifiés au laboratoire pour les exprimer.

Dominique Michaud, professeur titulaire au Département de phytologie, FSAA