POURQUOI LES SCIENTIFIQUES RECHERCHENT DE NOUVEAUX  MEDICAMENTS DANS L'OCEAN
 

Alors que les chercheurs en médecine poursuivent leurs efforts pour améliorer la santé humaine, certains s'intéressent de plus en plus à l'océan, estimant que les mers de la Terre pourraient abriter une nouvelle chimie de lutte contre les maladies.

 Les océans couvrent plus des deux tiers de la Terre. Comme le dit l'adage, nous en savons plus sur la surface de la lune que sur le fond de l'océan.

La capacité de la mer à faire la transition d'une rage sombre et explosive à un calme serein et limpide a terrorisé et séduit l'humanité depuis notre première visite à la plage.

Compte tenu de la nature vaste et inexploitée des océans de la Terre, il est logique de sonder leurs profondeurs à la recherche de nouveaux traitements innovants.

Les animaux marins, les plantes et les microbes ont développé un portefeuille unique de produits chimiques pour se défendre et faciliter la communication. Les scientifiques souhaitent en savoir plus sur ces nouveaux composés.

Pourquoi se tourner vers la mer?

La vie dans la mer a développé une sélection distincte de molécules pour un certain nombre de raisons . Par exemple, les animaux ancrés au sol et dépourvus de blindage, tels que les éponges et les coraux, doivent trouver d'autres moyens de se défendre. Dans de nombreux cas, les produits chimiques sont leur arme de choix.

De plus, les créatures marines ont tendance à avoir un système immunitaire relativement primitif et certaines vivent dans des habitats surpeuplés, tels que les récifs coralliens, où se défendre est un travail à temps plein.

Dans le même temps, les organismes océaniques doivent attirer certains organismes et en repousser d'autres. Ils doivent également coordonner la reproduction en synchronisant la libération d'ovules et de spermatozoïdes dans l'environnement. Toutes ces choses nécessitent des molécules biologiques actives.

Les animaux et les plantes qui habitent dans l’océan s'assoient et nagent dans un bain de bactéries, de champignons et d’autres organismes dans le but de les transformer en un repas ou en une maison.

Cette diversité de menaces a forcé l'évolution à organiser des batailles chimiques de plus en plus complexes. Certains des composés résultants pourraient être utiles pour notre propre guerre contre les maladies.

"Considérez [...] le cannibalisme universel de la mer; tous ceux dont les créatures s'attaquent les uns aux autres, poursuivant la guerre éternelle depuis le début du monde".

Herman Melville, Moby Dick

Mers anciennes

La fascination des chercheurs médicaux pour la mer n’est pas nouvelle. La première preuve quedes humains ont utilisé des médicaments de l'océan provient de la Chine en 2953 avant notre ère. Sous le règne de l'empereur Fu Hsi, il existait une taxe sur les bénéfices générés par les médicaments dérivés du poisson.

En remontant de quelques milliers d’années dans les années 1950, un chimiste organique appelé Werner Bergmann a isolé un certain nombre de nucléosides d’une espèce d’éponge des Caraïbes appelée Cryptotethya crypta .

Ces produits chimiques ont inspiré la création d'une nouvelle génération de médicaments, les scientifiques ayant dérivé deux médicaments appelés Ara-A et Ara-C à partir de ces nucléosides. Les médecins utilisent Ara-A pour traiter les infections à herpès et Ara-C pour traiter la leucémie myéloïde aiguë et le lymphome non hodgkinien .

Au cours des dernières années, l’approvisionnement en médicaments de l’océan a suscité un regain d’intérêt. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples récents.

Toxines d'escargots de mer

Conus magus est un escargot de mer venimeux dont la taille réduite et la coquille décorative démentent sa suite mortelle de neurotoxines.

Les conotoxines constituent la marque d'armes chimiques de cet invertébré. Il s'agit d'une famille très variable de poisons qui, bien que l'escargot les utilise pour tuer des poissons, sont plus que capables de tuer un humain.

 

Il existe des centaines d'autres espèces d'escargots à cônes, notamment le cône de géographie. Les gens appellent parfois ce mollusque l'escargot de la cigarette car, après l'envenimation, vous n'avez que le temps de fumer une cigarette avant de mourir.

Le ziconotide est une version synthétique de la conotoxine qui agit comme un analgésique et est 1 000 fois plus puissant que la morphine. Les gens peuvent en prendre pour traiter une douleur chronique résultant de maladies telles que le cancer , le VIH au stade 3 et certains troubles neurologiques.

Il est important de noter que, comme l’ écrit un auteur , "une administration prolongée de ziconotide ne conduit pas au développement d’une dépendance ou d’une tolérance".

Cependant, comme le ziconotide ne fonctionne que si les professionnels de la santé le transfèrent directement dans le liquide céphalorachidien ( intrathécal ), ils ne l'utilisent que lorsque les autres traitements ont échoué ou ne sont pas viables.

Traitements du cancer sous les vagues

En dépit de nombreuses années de recherche, le cancer reste difficile. Bien que les traitements se soient considérablement améliorés, les scientifiques souhaitent mettre la main sur de nouveaux produits chimiques bioactifs susceptibles de contribuer à la lutte. Certains chercheurs sur le cancer plongent leurs pieds dans l'océan.

Récemment, un groupe de chercheurs a étudié des molécules extraites de la lamproie, un poisson parasite sans mâchoire au pedigree ancestral. En particulier, ils s'intéressaient aux récepteurs appelés lymphocytes variables (VLR).

Les VLR ciblent la matrice extracellulaire (ECM), qui est un réseau de molécules qui circule entre les cellules. L'ECM remplit des rôles variés dans le corps. Par exemple, il fournit un support structurel aux tissus, aide les cellules et les tissus à se lier et aide à la communication de cellule à cellule.

Les VLR ciblant l'ECM, les chercheurs pensent qu'ils pourraient servir de mules médicamenteuses capables de transporter des produits chimiques à travers la barrière hémato-encéphalique, normalement impénétrable, directement vers le cerveau.

Ils théorisent que si les VLR peuvent contourner la barrière hémato-encéphalique - un obstacle à la plupart des médicaments -, ils pourraient pouvoir traiter certaines affections, notamment le cancer du cerveau et les accidents cérébrovasculaires . Leur travail préliminaire dans un modèle de souris a produit des résultats encourageants .

La merveille des éponges

Les éponges intéressent particulièrement les chercheurs sur les médicaments anticancéreux. En fait, les auteurs d'une revue sur le sujet les qualifient même de "trésor de drogue". Ils écrivent:

"Chaque année, environ 5 300 produits naturels différents et de nouveaux composés ont été isolés d'éponges marines. [...] De tels composés ont démontré une activité antibactérienne, antivirale, antifongique, antipaludique, antitumorale, immunosuppressive et cardiovasculaire."

L'éponge Halichondria okadai est responsable de la production d'un produit chimique remarquable, que les chercheurs ont reproduit et renommé en eribuline.

Dans une étude réalisée en 2010 auprès de femmes atteintes d'un cancer du sein métastasé, le composé avait prolongé la durée de vie des participantes. À l'époque, l'auteur, le professeur Christopher Twelves, avait noté , espérons-le, que «ces résultats pourraient faire de l'éribuline un nouveau traitement efficace pour les femmes atteintes d'un cancer du sein métastatique à un stade avancé».

Bactérie marine

D'autres scientifiques ont examiné un composé appelé sériniquinone de Serinicoccus , un genre rare de bactéries marines. Les scientifiques ont montré que ce produit chimique peut détruire sélectivement les cellules cancéreuses du mélanome en laboratoire.

Bien que la seriniquinone soit encore loin d'être prête à être utilisée chez l'homme, une étude de février 2019 nous en rapproche. Les scientifiques ont identifié les sections de la molécule qui fournissent ses pouvoirs de lutte contre le cancer.

Bien qu’il faudra beaucoup plus d’ingénierie chimique et d’essais cliniques approfondis, les auteurs estiment que «dans l’ensemble, ces études suggèrent qu’il est possible de concevoir des dérivés de la sériniquinone spécifiques du mélanome ayant des propriétés analogues à celles d’un médicament».

La trabectédine, connue sous le nom de marque Yondelis, est un médicament qui a déjà fait l’objet d’essais cliniques et qui en a fait un usage courant. Les fabricants utilisent ce médicament à partir d'un extrait d' ecteinascidie , communément appelé l' urine , un invertébré marin ressemblant à un sac.

 

 

Pourquoi les baleines ne développent-elles pas un cancer et pourquoi devrions-nous nous en préoccuper?

Une étude récente examine pourquoi les baleines semblent rarement développer un cancer.

 

Les chercheurs ont d'abord identifié les propriétés anticancéreuses de l'extrait d'ascidie à la fin des années 1960 et, après des recherches approfondies, ont maintenant trouvé un moyen de les synthétiser et de les produire en plus grande quantité.

Yondelis était le produit de ce travail, et il a maintenant l'approbation pour le traitement des tissus mous sarcomes en Russie, en Europe et en Corée du Sud. Les scientifiques la testent également pour son utilisation contre d'autres cancers, notamment le cancer de la prostate et le cancer du sein .

Résistance aux antibiotiques

La menace de la résistance aux antibiotiques laisse rarement les préoccupations des chercheurs en médecine. Un nombre croissant d'agents pathogènes deviennent insensibles aux antibiotiques modernes. Ce manque de sensibilité les rend beaucoup plus difficiles à traiter et, par conséquent, beaucoup plus dangereux.

Selon les Centres de contrôle et de prévention des maladies (CDC) , la résistance aux antibiotiques est "l'un des plus grands problèmes de santé publique de notre époque".

 

La boue de poisson protège le poisson de l'infection - pourrait-elle aider les humains aussi?

La recherche de nouveaux composés pouvant combler les lacunes grandissantes laissées par des antibiotiques inefficaces est lancée.

Certains membres de cette mission se sont tournés vers la mer, et un groupe s’est concentré sur le mucus de poisson - le revêtement gloopy qui recouvre certaines espèces.

Ce slime travaille dur pour détruire les agents pathogènes dans l'environnement marin. Certains scientifiques se demandent si cela pourrait également aider à lutter contre les agents pathogènes terrestres.

Des chercheurs de la California State University de Fullerton et de l’Oregon State University de Corvallis ont réussi à isoler 47 souches distinctes de bactéries du mucus. Ils ont développé ces bactéries et les ont réduites à un extrait chimique.

Ils ont ensuite testé cet extrait contre d’autres agents pathogènes et ont découvert que cinq des souches bactériennes étaient très efficaces contre Staphylococcus aureus résistant à la méthicillineSARM ), tandis que trois étaient efficaces contre Candida albicans .

Ils ont présenté leurs conclusions préliminaires à la réunion et exposition nationales printemps-2019 de l'American Chemical Society.

Une autre étude, parue dans Frontiers in Microbiology , a examiné Laminaria ochroleuca , une espèce d’algue qui constitue une riche source d’Actinobactéries.

Les actinobactéries intéressent particulièrement les chercheurs en médecine. Comme l'expliquent les auteurs de l'étude, "les bioactivités rapportées à partir de produits actinobactériens [naturels] comprennent des activités antibactériennes, antifongiques, antitumorales, anticancéreuses, anti-inflammatoires, antivirales, cytotoxiques et immunosuppressives".

Certains extraits d'actinobactéries étaient efficaces contre C. albicans et S. aureus. Il est intéressant de noter que selon l’auteure principale, la Dre Maria de Fátima Carvalho, "sept des extraits ont inhibé la croissance des cancers du sein et en particulier des cellules nerveuses, tout en n’ayant aucun effet sur les cellules non cancéreuses".

Résistance antifongique

Parallèlement à la question de la résistance aux antibiotiques, il y a le problème parallèle de la résistance aux antifongiques: les médicaments qui tuent les champignons perdent également leurs dents. Certains espèrent que les éponges marines pourront aider.

Par exemple, des recherches ont montré que des extraits chimiques de l’ éponge Jaspis étaient efficaces contre C. albicans dans un modèle murin.

De même, une étude a révélé que les eurystérols A et B, deux produits chimiques issus d'une éponge du genre Euryspongia, "présentaient une activité antifongique contre les souches de [ C. albicans] de type sauvage, résistantes à l'amphotéricine B ". Ils ont également tué des cellules humaines de carcinome du côlon en laboratoire.

Les scientifiques découvrent environ 1 000 nouveaux composés dans les océans chaque année. Comme un auteur l'explique, "ils se caractérisent souvent par la nouveauté structurelle, la complexité et la diversité".

Cependant, il existe encore très peu de composés d'origine marine jouant un rôle dans le traitement des maladies. Pourquoi n'utilisons-nous pas davantage de ces nouveaux produits chimiques?

Le fossé entre chimie et clinique

Premièrement, comme pour tout médicament expérimental, il y a un grand saut entre une boîte de culture en laboratoire et un patient. Dans un être vivant, les drogues ne réagissent pas toujours comme le prévoient les scientifiques.

Deuxièmement, de nombreux médicaments ont des effets secondaires toxiques qui les rendent inutilisables. Aucun de ces problèmes n’est une impasse puisque les pharmacologues et les chimistes peuvent modifier des molécules ou concevoir des produits chimiques similaires, mais cela prend beaucoup de temps.

Un autre problème de taille est la production de quantités suffisantes de produits chimiques d'origine marine. De nombreuses espèces ne peuvent pas survivre en captivité ou ont besoin d'environnements très spécifiques et difficiles à entretenir. Encore une fois, cela signifie que les scientifiques doivent trouver des moyens de reproduire les molécules d'intérêt, ce qui est un chemin long et compliqué.

S'exprimant sur ces questions, les auteurs d'une revue écrivent que "le pouvoir de la synthèse organique et de la chimie médicinale devra être exercé". Ce sont des obstacles techniques et coûteux à franchir.

En conclusion, bien qu'il semble y avoir beaucoup de promesses dans les mers de la planète, de nombreuses avenues potentielles sont longues et sinueuses, et il n'y aura pas de gains rapides.

En tant qu'êtres humains tas augmentation de la pression sur les écosystèmes marins, les préoccupations concernant la santé de nos océans atteignent la fièvre pas. Il se peut que les médicaments potentiels de l’avenir disparaissent avant que les scientifiques aient la chance de les récolter.