Des vaccins ARNm moins chers
Des chercheurs de l'Université de technologie de Graz produisent de la pseudouridine par synthèse biocatalytique
La nouvelle méthode brevetée de production de la pseudouridine, important composant des vaccins ARNm, est plus efficace, plus durable et plus rentable que la synthèse chimique précédemment utilisée.
Bernd Nidetzky et son équipe ont réussi la biocatalyse de la pseudouridine
Lunghammer - TU Graz
Des chercheurs de l'Institut de biotechnologie et d'ingénierie biochimique de l'Université technique de Graz et du Centre autrichien de biotechnologie industrielle (acib) ont mis au point une nouvelle méthode de production de composants centraux des vaccins à ARNm et ont déposé une demande de brevet. Dans un article publié dans la revue spécialisée Nature Communications, Bernd Nidetzky, Martin Pfeiffer et Andrej Ribar expliquent comment ils ont produit l'ingrédient essentiel des vaccins, la pseudouridine, par synthèse biocatalytique, créant ainsi une alternative à l'ancienne méthode de synthèse chimique.
Une seule étape suffit
Cette alternative présente des avantages décisifs. La synthèse chimique de la pseudouridine implique non seulement des réactifs toxiques et des matières premières rares, mais elle est également très gourmande en énergie et en temps en raison des quatre à huit étapes nécessaires et du refroidissement à moins 20 degrés. La biocatalyse, en revanche, ne nécessite qu'une seule étape avec quatre réactions parallèles qui se déroulent à température ambiante. En outre, seules quatre enzymes sont nécessaires comme catalyseurs (uridine phosphorylase, phosphopentose mutase, pseudouridine monophosphate glycosidase et phosphatase), et celles-ci peuvent être produites assez facilement avec la bactérie E.coli. La biocatalyse ne produit pas non plus de déchets ; le seul déchet est le phosphate, mais il est recyclé au cours du processus de catalyse.
Un autre avantage important est l'efficacité. Étant donné que la production chimique de pseudouridine convertit l'uridine naturelle, qui est moins efficace pour les vaccins, il n'y a pas de rendement à 100 % au cours du processus de conversion. Toutefois, en raison du nombre réduit d'étapes du processus, la synthèse biocatalytique permet d'obtenir un rendement de 92 à 95 %, contre seulement 40 à 50 % pour les processus chimiques publiés jusqu'à présent.
Inspiration de la nature
Les chercheurs ont basé le développement de ce nouveau procédé sur l'une de leurs études antérieures, dans laquelle ils ont découvert que l'enzyme YeiN est un biocatalyseur pour la production de nucléotides C. La pseudouridine étant le nucléotide C, elle peut être synthétisée à partir de l'enzyme YeiN. La pseudouridine étant le nucléoside C de l'uridine, élément constitutif de l'ARN, ils ont eu l'idée de prendre comme matière première l'uridine, qui peut être produite en grande quantité par des fermentations bactériennes, et de rétablir la liaison entre ses éléments constitutifs de base. L'inspiration est venue de la nature.
Contrairement à la pseudouridine, l'uridine possède une liaison N-glycosidique qui, lors de sa dégradation naturelle dans les cellules, est scindée en ribose-1-phosphate (sucre) et en uracile par l'enzyme uridine phosphorylase. Ensuite, l'enzyme phosphopentose mutase entre en jeu, qui réarrange le ribose-1-phosphate en ribose-5-phosphate, qui est métabolisé dans les cellules. Vient ensuite l'enzyme YeiN, qui relie le ribose-5-phosphate et l'uracile au pseudouridine-5-phosphate. La phosphatase est utilisée pour séparer le phosphate de la pseudouridine et l'objectif est atteint. La pseudouridine étant beaucoup moins soluble dans l'eau que l'uridine, elle cristallise simplement au cours de la réaction et peut donc être facilement obtenue en filtrant le surnageant de la réaction.
Bientôt une production à plus grande échelle
"Nos travaux montrent que la biocatalyse est une alternative puissante à la synthèse chimique de nucléotides C tels que la pseudouridine", explique Bernd Nidetzky, directeur de l'Institut de biotechnologie et d'ingénierie biochimique de l'Université technique de Graz. "Nous espérons pouvoir bientôt mettre en œuvre la production à plus grande échelle et rendre ainsi la pseudouridine disponible de manière durable et bon marché en plus grandes quantités. Cela pourrait également rendre la production de vaccins à ARNm moins coûteuse à moyen terme, car des partenaires industriels potentiels pourraient mettre en œuvre notre application assez rapidement."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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