Combattre la grippe intestinale avec du tabac

Les plants de tabac ont été recrutés comme bioréacteurs pour fabriquer ce que les scientifiques espèrent devenir le premier vaccin contre le norovirus, la cause de nombreuses épidémies d'intoxication alimentaire et de la redoutable maladie des vomissements hivernaux.

Usines de vaccins : Ces jeunes plants de tabac produiront des centaines de grammes de vaccin contre les norovirus en quelques semaines.

En utilisant un système de production qui combine des virus, des bactéries et des plantes pour produire rapidement de grandes quantités de vaccin, des chercheurs de l'Arizona State University et d'une société de biotechnologie Vaxx disent qu'ils ont un moyen rapide, bon marché et fiable de lutter contre les agents pathogènes à évolution rapide comme le norovirus.

Avec environ 23 à 74 millions de cas annuels aux États-Unis seulement, le norovirus est considéré comme la deuxième cause de maladie infectieuse après la grippe. De plus, comme la grippe, il a la capacité de produire de nouvelles souches tous les ans ou tous les deux ans, ce qui a rendu difficile le développement d'un vaccin.

Passer par un processus de développement de vaccin long et coûteux pour un virus non létal qui change rapidement présente un risque financier élevé pour les entreprises, selon Charles Arntzen , l'un des chercheurs principaux du projet, qui a présenté les travaux lors de la réunion d'automne de l'American Chemical Society à Washington, D.C.

Avec le norovirus, un mandat du gouvernement pour vacciner est peu probable, car c'est un inconvénient plutôt qu'une menace de mort majeure pour les personnes, ce qui signifie qu'il n'y aurait pas de marché garanti, dit-il.

La technologie utilisée par Arntzen et ses collègues exploite le fait que les plantes sont bon marché à cultiver et subissent peu de réglementation par rapport aux systèmes de développement de vaccins à base d'animaux, car les agents pathogènes d'origine végétale ne sont pas dangereux pour l'homme. La nouvelle approche corrige également un certain nombre de lacunes qui ont freiné le développement de vaccins à base de plantes dans le passé. En particulier, le temps qu'il faut pour fabriquer une plante transgénique qui exprime suffisamment de protéines vaccinales et la difficulté de transformer les plantes de manière à obtenir un vaccin stable et dosé avec précision.

Pour surmonter le premier défi, les chercheurs ont développé un système en trois étapes qui permet une production plus rapide de protéines étrangères dans les plantes. Premièrement, les gènes qui codent pour les protéines sont transformés en une version inactivée d'un virus végétal, dans ce cas le virus de la mosaïque du tabac (TMV). Étant donné que le TMV utilise l'ARN au lieu de l'ADN comme matériel génétique - mais la manipulation génétique en laboratoire est effectuée sur l'ADN - la deuxième étape consiste à tromper les bactéries qui peuvent infecter le tabac pour qu'elles produisent une version ADN du virus avec les gènes du vaccin. À l'étape trois, des copies d'ARN des gènes viraux sont produites à l'intérieur des cellules végétales infectées et détournent leur machinerie biochimique pour faire des copies de la protéine souhaitée. Dans les 5 jours [à] 2 semaines, le plant de tabac meurt, mais ce faisant, il produit des quantités massives de nos protéines, jusqu'à un gramme par kilo de biomasse, explique Arntzen.

Mario Pezotti à l'Université de Vérone en Italie, affirme que les travaux d'Arntzen démontrent que vous pouvez facilement accélérer les systèmes de production de n'importe quel vaccin et en particulier pour les virus qui changent rapidement.

Le deuxième défi principal pour la fabrication de vaccins à base de plantes a été de développer un produit final qui réponde aux normes pharmaceutiques, explique Carole Cramer , directeur exécutif de l'Arkansas Biosciences Institute de l'Arkansas State University à Jonesboro. L'objectif de recherches antérieures était de produire des vaccins comestibles qui permettraient une livraison bon marché et sûre dans les pays en développement où les installations de stockage de doses de protéines purifiées qui doivent être refroidies sont limitées.

Bien que les pommes de terre, les tomates ou le riz transgéniques puissent produire des molécules vaccinales fonctionnelles, y compris celles qui sont efficaces contre le norovirus, ne pas avoir de doses complètement contrôlées a été un défi, en particulier en médecine occidentale, explique Cane. Tout produit viable devra être complètement purifié et livrable avec précision, par exemple sous forme de spray nasal, dit-elle.

La production élevée de biomasse du tabac, associée à des technologies d'extraction abordables adaptées de l'industrie alimentaire, donne à Arntzen l'assurance que le vaccin contre les norovirus peut être produit à très faible coût. Il prévoit que les essais cliniques commenceront au début de 2010.

L'inquiétude actuelle concernant la grippe porcine démontre que le monde a besoin de vaccins à grande vitesse et à faible coût, et c'est là que les produits à base de plantes comme ce vaccin contre les norovirus ont un potentiel élevé, dit Pezotti.

Yuri Gleba de Nomad Bioscience à Munich, en Allemagne, qui a d'abord développé le système d'infection des plantes en trois étapes utilisé pour le projet norovirus, l'a testé sur plus de 50 protéines pharmaceutiquement pertinentes. Gleba pense que l'approche pourrait devenir un outil efficace partout où la production de protéines à réponse rapide est requise.

En ce qui concerne le bioterrorisme, par exemple, un tel système à base de plantes pourrait être utilisé pour cultiver des composés à moindre coût en prévision d'un problème, [sauvant] uniquement les étapes de traitement final les plus coûteuses en cas d'urgence.

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