Les découvertes de l'année
Nanos, bios, bobos
Virus et bactéries n’ont qu’à bien se tenir. Les nanomatériaux concoctés par les chimistes pourraient bien les mettre K.-O.
Par Catherine Dubé
«Si j’avais demandé un brevet, je serais peut-être riche aujourd’hui», dit René Roy. En 1993, ce chimiste de l’Université du Québec à Montréal a inventé une nouvelle famille de molécules qu’il a baptisées glycodendrimères. Aujourd’hui, une compagnie australienne s’apprête à commercialiser le premier produit contenant ces molécules, un médicament contre l’herpès.
Les glycodendrimères sont des «bionanomatériaux» et ils ont un bel avenir devant eux, car ils sont capables de mettre les bactéries hors d’état de nuire. On les dit «nano», car ce sont de petites structures d’à peine quelques nanomètres, et «bio», parce qu’il s’agit de molécules organiques hérissées de sucres, comme le sont les tissus humains. Elles imitent ainsi à la perfection la surface des muqueuses tapissant l’intérieur des poumons ou du tube digestif, par exemple. Elles les imitent même tellement bien que «les bactéries tombent dans le panneau», dit René Roy. Croyant infecter des muqueuses, elles sont bernées par les glycodendrimères et s’y fixent, ce qui coupe court à leur visées expansionnistes.
Certes, un seul glycodendrimère ne peut pas grand-chose contre une grosse bactérie. Mais à plusieurs, ils la neutralisent rapidement, se fixant à chacun des petits poils qui la recouvrent, les pili. Tel un hérisson qu’on aurait roulé dans la ouate, la bactérie ne peut alors plus s’accrocher nulle part et est éliminée par l’organisme avant qu’elle ait pu faire le moindre mal.
L’invention de René Roy s’inspire des «dendrimères», une famille de molécules mises au point dans les années 1970. Ces grosses molécules sphériques sont constituées d’autres plus petites, disposées autour d’un point central d’où elles rayonnent à la manière des branches d’un arbre.
Le chimiste québécois a eu l’idée d’ajouter des sucres – des glycanes – aux extrémités des branches pour obtenir ses glycodendrimères. Drôlement attirant pour une bactérie!
Concocter ces jolies molécules, parfaitement symétriques, est un vrai travail d’orfèvre. «La chimie organique, c’est de l’architecture moléculaire, dit René Roy. On construit brique par brique, comme si on faisait un assemblage en Lego!»
Le chimiste choisit les sucres qui devront recouvrir ses molécules en fonction de la bactérie visée et du type de tissu à imiter. Il a ainsi réussi à préparer des glycodendrimères qui leurrent à merveille la bactérie E. coli responsable, entre autres, des infections urinaires. Dans ce cas, les sucres utilisés sont des mannoses, comme ceux qui tapissent nos voies urinaires. Ses collaborateurs ont testé l’efficacité de cet assemblage en laboratoire. Ils ont placé des bactéries E. coli en présence de globules rouges. Dans l’éprouvette, ils ont ajouté des glycodendrimères, en espérant qu’ils empêcheraient les bactéries d’adhérer aux globules. Un succès: les bactéries ont été attirées vers les glycodendrimères auxquels elles se sont agrippées.
«L’union fait la force», dit René Roy pour expliquer cet «effet velcro». Un sucre tout seul ne serait pas très attirant pour une bactérie, mais un bouquet de sucre, assurément. Les chercheurs ont pu mesurer cette affinité dans l’éprouvette: les glycodendrimères sont 1 000 fois plus efficaces qu’un mannose seul pour empêcher E. coli d’adhérer aux globules rouges.
Les glycodendrimères promettent d’être plus efficaces encore que le jus de canneberges, qui contient justement des mannoses, pour prévenir les infections urinaires.
Depuis la publication de ces résultats dans ChemMedChem, en août dernier, l’équipe a entrepris de tester ses molécules sur la bactérie E. coli en présence de cellules d’urètre, comme dans une vraie infection urinaire.
Les glycodendrimères, surtout efficaces en début d’infection, ne remplaceront jamais les antibiotiques, capables de tuer les bactéries déjà bien installées dans notre organisme, en entravant leur multiplication et leur fonctionnement. Mais, compte tenu des problèmes de résistance aux antibiotiques, ce traitement complémentaire sera le bienvenu.
Mieux, ces bionanomatériaux pourront même être efficaces contre les virus, eux aussi recouverts de protéines assez semblables à celles qui garnissent le bout des pili bactériens. L’équipe de René Roy a déjà élaboré un modèle de glycodendrimère contre le virus de la grippe et travaille activement sur un autre, destiné à tromper Pseudomonas æruginosa, une bactérie résistante à presque tous les antibiotiques et responsable d’infections chroniques parfois mortelles chez les personnes atteintes de fibrose kystique.
Et ce n’est pas tout, car les glycodendrimères pourraient aussi servir à détecter les infections. Comme ils sont conçus pour adhérer à un type particulier de bactérie, on pourrait les placer dans un échantillon de salive ou d’urine et savoir, en quelques minutes, si la bactérie est présente. Reste à jumeler au glycodendrimère un moyen d’émettre un signal visuel (de la fluorescence, par exemple) quand il se fixe à l’intruse.
Sans compter les produits développés par d’autres laboratoires, comme le médicament contre l’herpès, de la compagnie australienne Star Pharma. René Roy ne recevra pas un sou de redevances, mais cela ne lui enlève pas le sourire. Au contraire: «Je ne peux pas m’occuper de toutes les maladies. Si les glycodendrimères sont utilisés pour faire des médicaments qui sauveront des vies, j’en serai fier.»
Par Catherine Dubé
«Si j’avais demandé un brevet, je serais peut-être riche aujourd’hui», dit René Roy. En 1993, ce chimiste de l’Université du Québec à Montréal a inventé une nouvelle famille de molécules qu’il a baptisées glycodendrimères. Aujourd’hui, une compagnie australienne s’apprête à commercialiser le premier produit contenant ces molécules, un médicament contre l’herpès.
Les glycodendrimères sont des «bionanomatériaux» et ils ont un bel avenir devant eux, car ils sont capables de mettre les bactéries hors d’état de nuire. On les dit «nano», car ce sont de petites structures d’à peine quelques nanomètres, et «bio», parce qu’il s’agit de molécules organiques hérissées de sucres, comme le sont les tissus humains. Elles imitent ainsi à la perfection la surface des muqueuses tapissant l’intérieur des poumons ou du tube digestif, par exemple. Elles les imitent même tellement bien que «les bactéries tombent dans le panneau», dit René Roy. Croyant infecter des muqueuses, elles sont bernées par les glycodendrimères et s’y fixent, ce qui coupe court à leur visées expansionnistes.
Certes, un seul glycodendrimère ne peut pas grand-chose contre une grosse bactérie. Mais à plusieurs, ils la neutralisent rapidement, se fixant à chacun des petits poils qui la recouvrent, les pili. Tel un hérisson qu’on aurait roulé dans la ouate, la bactérie ne peut alors plus s’accrocher nulle part et est éliminée par l’organisme avant qu’elle ait pu faire le moindre mal.
L’invention de René Roy s’inspire des «dendrimères», une famille de molécules mises au point dans les années 1970. Ces grosses molécules sphériques sont constituées d’autres plus petites, disposées autour d’un point central d’où elles rayonnent à la manière des branches d’un arbre.
Le chimiste québécois a eu l’idée d’ajouter des sucres – des glycanes – aux extrémités des branches pour obtenir ses glycodendrimères. Drôlement attirant pour une bactérie!
Concocter ces jolies molécules, parfaitement symétriques, est un vrai travail d’orfèvre. «La chimie organique, c’est de l’architecture moléculaire, dit René Roy. On construit brique par brique, comme si on faisait un assemblage en Lego!»
Le chimiste choisit les sucres qui devront recouvrir ses molécules en fonction de la bactérie visée et du type de tissu à imiter. Il a ainsi réussi à préparer des glycodendrimères qui leurrent à merveille la bactérie E. coli responsable, entre autres, des infections urinaires. Dans ce cas, les sucres utilisés sont des mannoses, comme ceux qui tapissent nos voies urinaires. Ses collaborateurs ont testé l’efficacité de cet assemblage en laboratoire. Ils ont placé des bactéries E. coli en présence de globules rouges. Dans l’éprouvette, ils ont ajouté des glycodendrimères, en espérant qu’ils empêcheraient les bactéries d’adhérer aux globules. Un succès: les bactéries ont été attirées vers les glycodendrimères auxquels elles se sont agrippées.
«L’union fait la force», dit René Roy pour expliquer cet «effet velcro». Un sucre tout seul ne serait pas très attirant pour une bactérie, mais un bouquet de sucre, assurément. Les chercheurs ont pu mesurer cette affinité dans l’éprouvette: les glycodendrimères sont 1 000 fois plus efficaces qu’un mannose seul pour empêcher E. coli d’adhérer aux globules rouges.
Les glycodendrimères promettent d’être plus efficaces encore que le jus de canneberges, qui contient justement des mannoses, pour prévenir les infections urinaires.
Depuis la publication de ces résultats dans ChemMedChem, en août dernier, l’équipe a entrepris de tester ses molécules sur la bactérie E. coli en présence de cellules d’urètre, comme dans une vraie infection urinaire.
Les glycodendrimères, surtout efficaces en début d’infection, ne remplaceront jamais les antibiotiques, capables de tuer les bactéries déjà bien installées dans notre organisme, en entravant leur multiplication et leur fonctionnement. Mais, compte tenu des problèmes de résistance aux antibiotiques, ce traitement complémentaire sera le bienvenu.
Mieux, ces bionanomatériaux pourront même être efficaces contre les virus, eux aussi recouverts de protéines assez semblables à celles qui garnissent le bout des pili bactériens. L’équipe de René Roy a déjà élaboré un modèle de glycodendrimère contre le virus de la grippe et travaille activement sur un autre, destiné à tromper Pseudomonas æruginosa, une bactérie résistante à presque tous les antibiotiques et responsable d’infections chroniques parfois mortelles chez les personnes atteintes de fibrose kystique.
Et ce n’est pas tout, car les glycodendrimères pourraient aussi servir à détecter les infections. Comme ils sont conçus pour adhérer à un type particulier de bactérie, on pourrait les placer dans un échantillon de salive ou d’urine et savoir, en quelques minutes, si la bactérie est présente. Reste à jumeler au glycodendrimère un moyen d’émettre un signal visuel (de la fluorescence, par exemple) quand il se fixe à l’intruse.
Sans compter les produits développés par d’autres laboratoires, comme le médicament contre l’herpès, de la compagnie australienne Star Pharma. René Roy ne recevra pas un sou de redevances, mais cela ne lui enlève pas le sourire. Au contraire: «Je ne peux pas m’occuper de toutes les maladies. Si les glycodendrimères sont utilisés pour faire des médicaments qui sauveront des vies, j’en serai fier.»