Une molécule précieuse dérivée de l’écorce de savon et utilisée comme ingrédient clé dans les vaccins a été reproduite pour la première fois dans une plante hôte alternative, ouvrant ainsi des opportunités sans précédent pour l’industrie des vaccins.
Une collaboration de recherche dirigée par le John Innes Center a utilisé la séquence génomique récemment publiée de l’écorce de savon chilienne (Quillaja saponaria) pour traquer et cartographier les gènes et les enzymes insaisissables dans la séquence complexe d’étapes nécessaires à la production de la molécule QS-21.
À l’aide de techniques d’expression transitoire développées au Centre John Innes, l’équipe a reconstitué le cheminement chimique dans un plant de tabac et démontré pour la première fois la production de ce composé très apprécié « à partir de l’arbre ».
Le professeur Anne Osbourn FRS, chef de groupe au John Innes Center, a déclaré : « Notre étude ouvre des opportunités sans précédent pour les adjuvants vaccinaux issus de la bio-ingénierie. « Nous pouvons désormais étudier et améliorer ces composés pour favoriser la réponse immunitaire humaine aux vaccins et produire du QS-21 d’une manière qui ne dépend pas de l’extraction de l’écorce de savon. »
Les adjuvants des vaccins sont des stimulants immunitaires qui déclenchent la réponse de l’organisme au vaccin. Ils constituent un élément important des vaccins humains contre le zona, le paludisme et d’autres vaccins en cours de développement.
QS-21, un adjuvant puissant, est dérivé directement de l’écorce de l’écorce de savon, ce qui soulève des inquiétudes quant à la durabilité environnementale de son administration.
Depuis de nombreuses années, chercheurs et partenaires industriels recherchent des moyens de produire la molécule dans un système d’expression alternatif comme la levure ou les plants de tabac. Cependant, la structure complexe de la molécule et le manque de connaissances sur son cheminement biochimique dans l’arbre ont jusqu’à présent empêché cela.
Auparavant, les chercheurs du groupe du professeur Osbourn avaient rassemblé la première partie de la voie de signalisation qui constitue la structure du QS-21. Cependant, la recherche de la voie complète la plus longue, la chaîne acyle qui constitue une partie cruciale de la molécule qui stimule les cellules immunitaires, est restée inachevée.
Dans une nouvelle étude parue dans Biologie chimique naturelleLes chercheurs du Centre John Innes ont utilisé diverses approches de découverte de gènes pour identifier environ 70 gènes candidats et les transférer aux plants de tabac.
En analysant les modèles et les produits d’expression génique, soutenus par les plateformes de résonance métabolomique et magnétique nucléaire (RMN) du Centre John Innes, ils ont pu limiter la recherche aux 20 derniers gènes et enzymes qui composent la voie QS-21.
Premier auteur Dr. Laetitia Martin a déclaré : « C’est la première fois que QS-21 est produit dans un système d’expression hétérologue. Cela signifie que nous pouvons mieux comprendre le fonctionnement de cette molécule et comment résoudre les problèmes liés à la taille et à la toxicité.
« Ce qui est très gratifiant, c’est que cette molécule est utilisée dans les vaccins et que mon projet a un impact sur la vie des gens grâce à la possibilité de le rendre plus durable. C’est incroyable de penser que quelque chose d’aussi valable sur le plan scientifique puisse apporter autant de bien à la société.
« Sur le plan personnel, cette recherche a été extrêmement enrichissante sur le plan scientifique. Je ne suis pas chimiste, donc je n’aurais pas pu le faire sans le soutien de la plateforme de métabolomique et de la plateforme de chimie du Centre John Innes.
L’équipe a travaillé avec Plant Bioscience Limited PBL (Plant Bioscience Limited) Norwich Limited, qui dirige la commercialisation de ce projet.