Mélanie Thomas
Les techniques médicinaux de l’arbre à savon chilien ont été dévoilés, ouvrant un avenir de vaccins in addition puissants, abordables et recherchés de manière strong.
L’espèce à feuillage persistant, Quillaja saponaria, est depuis des décennies très prisée pour la manufacturing de molécules appelées saponines QS, utilisées dans l’industrie alimentaire et des boissons comme brokers moussants.
Plus récemment, une nouvelle fonction importante est apparue avec les saponines obtenues à partir de l’écorce de l’arbre utilisées comme puissants adjuvants dans la output de vaccins. Les adjuvants jouent un rôle essentiel dans certains vaccins, travaillant pour augmenter la puissance d’un vaccin en améliorant la réponse immunitaire de l’hôte.
Les molécules extraites de l’écorce de savon sont utilisées comme adjuvants dans les vaccins protégeant les personnes contre le COVID-19, le zona et le paludisme.
Les saponines QS proviennent directement de l’arbre et bien que ce soit à une échelle beaucoup in addition petite que l’industrie alimentaire et des boissons, les fabricants de vaccins travaillent activement pour réduire l’impact environnemental et améliorer la durabilité de l’approvisionnement de ces ressources importantes.
Les chercheurs du John Innes Centre ont fait un grand pas en avant pour résoudre ce problème, en utilisant une combinaison de tactics d’extraction du génome et de bio-ingénierie pour produire en laboratoire des adjuvants de vaccins à base de saponine sans récolter de matériel directement sur les arbres.
Le Dr James Reed, premier auteur de l’étude et chercheur postdoctoral au John Innes Center, déclare : « Ce sont des molécules complexes qui ont contrecarré les tentatives de les synthétiser à grande échelle en utilisant la chimie en laboratoire. Après de nombreux rebondissements, nous avons maintenant découvert le noyau de gènes responsables de la biosynthèse des saponines QS.”
Dans une recherche publiée dans Science, le groupe Osbourn du John Innes Heart a d’abord séquencé le génome de Quillaja saponaria. Ensuite, ils ont utilisé de puissants outils informatiques d’extraction de gènes pour prédire lesquels parmi les quelque 30 000 gènes qui composent son génome étaient responsables de la biosynthèse des saponines.
Cela a conduit à l’identification d’une voie de biosynthèse de 16 gènes qui produisent ensemble les enzymes qui sont les éléments constitutifs de la character pour la production de saponine. Ensemble, ces gènes et enzymes nouvellement découverts agissent comme un manuel d’instructions pour la long term bio-ingénierie adjuvante, selon l’équipe.
L’identification de trois autres enzymes a abouti à une voie biosynthétique complète vers la saponine QS-7, une saponine qui est incluse dans un adjuvant vaccinal avec une efficacité clinique prouvée, mais qui est notoirement difficile à purifier à partir de l’écorce de savon.
La voie vers ces molécules a été reconstruite dans une plante appelée Nicotiana benthamiana, en utilisant une strategy rapide et puissante appelée expression combinatoire transitoire.
Ce father or mother sauvage nain du tabac est bien connu comme hôte propice à la bioproduction de protéines thérapeutiques et de produits pharmaceutiques.
L’équipe utilise déjà ce manuel d’instructions pour tenter de produire d’autres saponines précieuses, notamment le QS-21, un adjuvant puissant et un composant clé des vaccins humains.
Les niveaux de saponines produites dans cette étude correspondent aux quantités normalement obtenues à partir des feuilles de l’arbre à savon plutôt que de son écorce.
L’équipe s’est associée à Plant Bioscience Confined (PBL, Norwich Uk), qui dirige la commercialisation de la recherche et cherche maintenant à travailler avec des partenaires commerciaux et universitaires pour augmenter davantage ces quantités.
Le professeur Anne Osbourn, responsable de l’étude et chef de groupe au John Innes Centre, a déclaré : « La pandémie de COVID-19 a démontré l’énorme demande de vaccins vitaux. En assemblant la séquence du génome de Quillaja saponaria, nous avons maintenant le manuel d’instructions. qui nous a permis de décoder la façon dont l’arbre fabrique ces puissantes molécules médicinales, ce qui ouvre la possibilité de produire des adjuvants vaccinaux connus et nouveaux à base de saponine, optimisés pour l’activité immunostimulante et adaptés aux apps humaines dans notre système d’expression végétale transitoire rapide. ”
L’élucidation de la voie de biosynthèse des adjuvants de la saponine de l’arbre à écorce de savon apparaît dans Science.
Adjuvants de vaccin — une brève chronologie
Décrits comme des aides cachées, les adjuvants de vaccins sont des substances immunostimulatrices qui sont ajoutées à certains vaccins pour stimuler la réponse immunitaire, en induisant de fortes réponses d’anticorps et de lymphocytes T.
Jusqu’à récemment, les seuls adjuvants utilisés en clinique étaient des sels d’aluminium insolubles ou des émulsions huile dans eau contenant du squalène, un composé organique obtenu à partir de foie de requin.
En tant que tensioactifs naturels, les saponines sont utilisées en médecine vétérinaire depuis un siècle. Mais ces adjuvants n’ont pas été adaptés à l’usage humain en raison d’une mauvaise tolérance. Un vaccin contenant un adjuvant à foundation de saponine a été approuvé pour une utilisation chez l’homme.
QS-7 et QS-21 sont inclus dans un mélange complexe de saponines formulées comme adjuvant Matrix-M dans le vaccin Novavax COVID 19. L’approbation de ce vaccin dans les pays du monde entier augmente l’intérêt pour les adjuvants à base de saponine et les méthodes solutions de creation.
La connaissance de la voie de biosynthèse permettra aux chercheurs de développer des adjuvants sur mesure à base de saponine avec un significant éventail de propriétés immunostimulantes.
