Israël développe des bactéries capables de produire des médicaments dans le corps

Des chercheurs israéliens ont mis au point une méthode innovante permettant de fabriquer des médicaments directement à l’intérieur du corps.

Cette approche pionnière, qui n’a pas encore été testée chez l’être humain, repose sur l’utilisation de bactéries vivantes inoffensives qui sont transformées en minuscules usines capables de produire des protéines thérapeutiques in situ, exactement là où elles sont nécessaires.

« Depuis toujours, nous sommes conditionnés à penser qu’un médicament doit être fabriqué dans une usine, puis administré sous forme de comprimé ou d’injection », explique le professeur Boaz Mizrahi, du laboratoire des biomatériaux de la faculté de biotechnologie et d’ingénierie alimentaire du Technion–Israel Institute of Technology.

Mizrahi s’est récemment entretenu avec le Times of Israel lors d’une interview conjointe avec le Dr Adi Gross, chercheur principal de l’étude.

« Cette découverte pourrait marquer un tournant dans le monde pharmaceutique et ouvrir la voie à un nouveau paradigme en matière de production et d’administration des médicaments », dit-il.

Les protéines entrent dans la composition de nombreux médicaments, rappelle Mizrahi. L’insuline, qui est utilisée pour réguler la glycémie, en est un exemple. D’autres protéines servent à stimuler la production de globules rouges chez les patients atteints de maladies rénales. Il existe également des anticorps et des hormones de croissance fabriqués à partir de protéines.

Mais « les protéines sont très fragiles et leur configuration est déterminante », souligne Mizrahi. Lorsqu’elles sont ingérées, l’estomac et les intestins les traitent comme des aliments et les dégradent, ce qui les rend inefficaces.

La méthode développée par les chercheurs permet aux bactéries de produire et de libérer dans l’organisme des protéines correctement configurées et immédiatement actives.

Testée sur des souris, cette approche a fait l’objet d’une étude évaluée par des pairs qui a été publiée dans la revue Advanced Healthcare Materials. La recherche a été codirigée par Caroline Hali Alperovitz, doctorante, et financée par la Fondation israélienne pour la science ainsi que par l’Institut Russell Berrie de nanotechnologie du Technion.

Selon Mizrahi, cette technique « ouvre la voie à un nouveau type de traitement », notamment pour les brûlures graves, les blessures de guerre, les plaies liées au diabète et les maladies inflammatoires de la peau, comme le psoriasis.

L’importance des bactéries

Le laboratoire de Mizrahi « s’inspire de la nature et s’appuie sur les connaissances qu’elle a accumulées au fil des siècles », explique-t-il.

Il explique que, depuis plusieurs années, des chercheurs du monde entier explorent le potentiel des thérapies bactériennes modifiées. Génétiquement reprogrammées, ces bactéries peuvent administrer des médicaments destinés au traitement du cancer, des troubles métaboliques ou des maladies inflammatoires de l’intestin.

Dans des travaux antérieurs, l’équipe avait déjà eu recours à une approche dite de « matériaux vivants », utilisant des patchs à micro-aiguilles capables de produire des polymères, à savoir, de grosses molécules, directement dans la peau. Cette méthode a servi de base à la recherche actuelle.

« Nous avions besoin d’un système capable à la fois de synthétiser et de sécréter, in situ et dans des conditions optimales, des agents thérapeutiques précisément à l’endroit ciblé », explique Mizrahi.

Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé une bactérie inoffensive, Bacillus paralicheniformis, qu’ils ont génétiquement modifiée afin de produire la protéine γ PGA (gamma-PGA), qui est connue pour jouer un rôle clé dans la cicatrisation des plaies graves et la réduction de l’inflammation.

La bactérie est administrée à l’aide d’un patch à micro-aiguilles qui a été conçu et fabriqué par l’équipe.

« C’est le patch le plus simple que l’on puisse imaginer », explique Mizrahi. « Il fonctionne comme un pansement. »

Une fois appliquées sur la peau, les micro-aiguilles pénètrent la couche interne de l’épiderme, puis se dissolvent sans endommager ni les nerfs ni les vaisseaux sanguins. À l’intérieur du corps, les bactéries se comportent alors comme une « usine », exactement là où l’action thérapeutique est requise, précise Gross.

« Cela permet aux bactéries de commencer immédiatement à produire et à libérer la protéine thérapeutique sur le site même du traitement », explique Gross.

Des analyses chimiques détaillées ont confirmé que les bactéries produisaient une « substance thérapeutique pure et biologiquement active ».

Lors des tests menés sur des souris, les chercheurs ont constaté que la peau restait saine. Le patch se dissolvait en environ deux heures, sans provoquer d’inflammation ni de lésions tissulaires.

Mizrahi estime que, grâce à cette technologie, les patients pourraient à terme utiliser le traitement « comme un simple autocollant ».

« Il est totalement indolore et, contrairement à une injection, il ne nécessite pas l’intervention d’un professionnel de santé », souligne-t-il.

« Un avantage considérable »

Cette technologie présente plusieurs avantages par rapport aux traitements conventionnels.

« L’organe malade reçoit en permanence des protéines fraîchement produites, puisqu’elles sont fabriquées directement à l’intérieur du corps », explique Mizrahi. « C’est un avantage considérable. »

Alors que certaines protéines ne peuvent être absorbées par l’organisme ou sont sensibles à l’exposition à l’air, cette approche permet de contourner ces limitations.

De plus, comme les bactéries se multiplient dans les tissus, une seule dose peut suffire à assurer un traitement pendant plusieurs jours, réduisant ainsi les coûts.

L’insuline, par exemple, est une hormone protéique produite naturellement par le pancréas. Chez les patients diabétiques, incapables d’en produire suffisamment, elle est administrée principalement par injection.

« À terme, nous pourrions traiter ces patients à l’aide de ce système “vivant” », explique Mizrahi. Les chercheurs expérimentent actuellement différentes bactéries afin de produire d’autres protéines thérapeutiques.

Lorsqu’il lui a été demandé si le succès de l’expérience les avait surpris, Mizrahi a répondu : « On ne sait jamais à l’avance si cela va fonctionner. C’est ce qui rend la recherche passionnante. »