La recherche pharmaceutique frappe à la porte
Des chercheurs mettent en place une production pharmaceutique verte à partir de déchets de bois
Les processus de production durables et respectueux de l'environnement jouent un rôle de plus en plus important dans presque tous les secteurs de l'industrie. La production d'ingrédients pharmaceutiques actifs, en particulier, implique l'utilisation de divers matériaux et réactifs, dont beaucoup ont des propriétés nocives pour l'environnement et nécessitent donc un traitement et une élimination coûteux. Des chercheurs de l'université de Graz et de l'Institut Helmholtz de recherche pharmaceutique de la Sarre (HIPS) sont parvenus à mettre au point une stratégie de synthèse de principes pharmaceutiques actifs à partir de déchets de bois, sans utiliser de matières premières ou de sous-produits nocifs. L'équipe a publié ses résultats dans la revue Angewandte Chemie International Edition.
La base de la stratégie développée pour produire de nouveaux ingrédients actifs est la lignine. La lignine est un biopolymère présent dans les plantes et responsable de leur lignification et de leur stabilité. D'un point de vue chimique, la lignine est constituée d'un grand nombre de composés aromatiques différents liés entre eux. Si la lignine est décomposée en ses différents éléments constitutifs, ceux-ci peuvent être utilisés pour fabriquer des produits de grande valeur tels que des carburants ou des produits chimiques fins. La lignine étant l'un des composés organiques les plus abondants au monde, elle peut être obtenue de manière durable et en grandes quantités. Les équipes d'Anna Hirsch (HIPS) et de Katalin Barta (Université de Graz) ont maintenant démontré avec succès qu'il est également possible d'utiliser la lignine pour la production d'ingrédients pharmaceutiques actifs dans le cadre d'un processus respectueux de l'environnement. Le HIPS est un site du Centre Helmholtz de recherche sur les infections, en collaboration avec l'université de la Sarre.
Le point de départ de l'étude était un processus efficace établi par le groupe de Barta pour la dégradation de la lignine en une substance précurseur qui convient parfaitement à la production d'ingrédients actifs potentiels. À partir de cette molécule, les chercheurs ont élaboré plusieurs stratégies pour la synthèse de quatre classes de substances différentes, chacune comportant plusieurs dérivés. Un avantage décisif est qu'en plus de la lignine, la substance de départ, seuls d'autres solvants et réactifs non nocifs et biodégradables ont été utilisés dans le processus. Ainsi, la plateforme établie offre une possibilité de production durable et écologique de substances précurseurs actives pour le développement de médicaments - jusqu'à présent une rareté dans l'industrie pharmaceutique.
Après avoir réussi à convertir la lignine en différentes classes de substances actives potentielles, les chercheurs ont examiné leur activité biologique. "En caractérisant les molécules synthétisées, nous avons cherché à savoir quelles substances étaient capables d'influencer la croissance de différents types de bactéries, voire de cellules cancéreuses ", explique M. Hirsch, directeur du département de conception et d'optimisation des médicaments à l'HIPS et professeur de chimie médicinale à l'université de la Sarre. "Nous avons été agréablement surpris : Plusieurs des candidats produits ont montré une excellente activité, même contre des germes qui présentent souvent une résistance aux antibiotiques courants dans un contexte clinique et qui posent donc des problèmes majeurs. Cela nous montre que notre stratégie est tout à fait capable de répondre au besoin de nouveaux composés." L'un des composés les plus prometteurs a déjà été testé dans un modèle d'infection sur des larves de la grande fausse teigne. Par rapport aux larves non traitées, un nombre nettement plus élevé de larves ont survécu à l'infection par l'agent pathogène Streptococcus pneumoniae lorsqu'elles ont été traitées simultanément avec le composé produit par les chercheurs. S. pneumoniae peut également infecter l'homme et provoquer une pneumonie grave.
"Notre technologie nous permet de produire des molécules qui sont autrement très difficiles d'accès, et ce à partir d'une substance qui serait normalement considérée comme un déchet", explique Katalin Barta, professeur de chimie bioorganique à l'université de Graz. "Nous sommes certains que les processus de production de l'avenir devront être écologiques et durables. Aujourd'hui déjà, certains secteurs de la production pharmaceutique souffrent d'une grave pénurie de ressources. Si nous parvenons à proposer une alternative économiquement viable basée sur la lignine, nous pourrons résoudre deux problèmes à la fois". Étant donné que la production d'ingrédients actifs utilise souvent des réactifs et des matières premières à base de pétrole, le passage à des ressources renouvelables contribuerait grandement à réduire la dépendance à l'égard des combustibles fossiles. Dans le cadre d'études ultérieures, les équipes des deux chercheurs prévoient d'approfondir et d'optimiser leurs composés les plus prometteurs.
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.
Publication originale
Anastasiia M. Afanasenko, Xianyuan Wu, Alessandra De Santi, Walid A. M. Elgaher, Andreas M. Kany, Roya Shafiei, Marie‐Sophie Schulze, Thomas F. Schulz, Jörg Haupenthal, Anna K. H. Hirsch, Katalin Barta; "Clean Synthetic Strategies to Biologically Active Molecules from Lignin: A Green Path to Drug Discovery**"; Angewandte Chemie International Edition, 2023-11-14
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