Chimie des produits naturels : un laboratoire franco-indien pour la santé

Des chimistes rennais et indiens explorent les molécules naturelles pour des applications en santé humaine, notamment contre le cancer et les maladies neurodégénératives. La création d'un Laboratoire International Associé (LIA) dont la signature intervient le 9 oct. 2017, s'inscrit dans la continuité d'une collaboration de longue date et vient faciliter le partage de connaissances, tant sur la découverte de nouvelles molécules bio-actives que sur leur optimisation par synthèse.

Les protagonistes du LIA au moment de sa signature - Photo UR1/Dircom/FO
  1. Une collaboration de longue date
  2. Relancer la croissance des neurones
  3. Déclencher la mort des cellules cancéreuses
  4. Les LIA de l'Université de Rennes 1

La recherche de nouvelles molécules d’intérêt thérapeutique est un besoin constant en pharmacie. Dans ce but, les chimistes en créent et les phytochimistes en extraient dans la nature, avant d'observer leur fonctionnement par des tests adaptés, par exemple face à des cellules cancéreuses ou des neurones dégénérescents, comme c’est le cas dans la maladie d’Alzheimer.

Recherche de substances actives à partir de lichens

Une collaboration de longue date

Pour mettre en commun leurs compétences dans ces domaines, des chercheurs indiens et rennais ont signé sous l'égide du CNRS un accord pour la création d’un nouveau Laboratoire International Associé (LIA), dénommé "Produits Naturels et Synthèse pour la Santé" (PNSS), qui concernera plus d’une trentaine de chercheurs des deux pays. Ce LIA associe l’Université de Rennes 1, et plus précisément l’Institut des Sciences Chimiques de Rennes, avec l’Indian Institute of Chemical Technology (IICT) d'Hyderabad, un des fleurons du Centre national de recherche scientifique et industrielle (CSIR) basé à Hyderabad. Cette signature fait suite à 8 ans de travail commun, au sein du LIA Chimie pour un Développement Durable et aux Interfaces (CDDI), qui était centré sur la synthèse organique et a donné lieu à plus de 50 publications de haut niveau.

Robot qui permet de gérer la chimiothèque / Extraits de végétaux en solution

Relancer la croissance des neurones

Ce nouveau LIA poursuivra les travaux antérieurs en synthèse organique et dans la mise au point de nouveaux vecteurs pour les médicaments. Il mettra cependant davantage l’accent sur les produits naturels. Les chercheurs partageront l’accès à la chimiothèque rennaise, constituée principalement de molécules originales extraites de lichens, et à la chimiothèque de l’IICT, remarquable par sa taille. C'est René Grée, directeur de recherche CNRS émérite, et conseiller scientifique du nouveau LIA, qui avait initié la relation avec le laboratoire indien.

« La chimiothèque de l’IICT contient plus de 45 000 produits, stockés sous atmosphère inerte à -20°C. C’est un outil incomparable et moderne, de qualité industrielle, transposé en milieu académique », explique-t-il.

Les recherches au sein de ce nouveau LIA-PNSS seront focalisées principalement sur ces deux thèmes (cancer et système nerveux central). Pour celui-ci, on vise à identifier des produits, naturels ou non, capables de ré-induire la croissance des neurones.

« Des composés issus de lichens ont montré de bonnes activités neurotrophiques suite à ce partenariat. Ils doivent être optimisés, comme d’autres qui ont été découverts en Inde et qui sont plus avancés dans les études de mécanismes d’action et de cibles à l’échelle moléculaire », conclut René Grée.

René Grée et Joël Boustie

Déclencher la mort des cellules cancéreuses

Le deuxième thème concerne les cellules cancéreuses, au sein desquelles l’équilibre est rompu entre les protéines qui induisent la mort cellulaire (appelées protéines pro-apoptotiques) et celles qui la bloquent. Ces dernières, majoritaires dans une cellule cancéreuse, se fixent sur les protéines pro-apoptotiques et bloquent leur action. L’objectif est de trouver des molécules capables de se « glisser » entre les deux protéines, pour permettre aux protéines pro-apoptotiques de se libérer et de déclencher la mort de la cellule malade.

Joël Boustie, directeur français du LIA, ajoute : « la nature est une excellente pourvoyeuse de structures originales, mais, les ressources naturelles étant souvent disponibles en petites quantités, la synthèse nous permet d’obtenir ces produits, ou des analogues plus actifs, d’une façon qui est souvent plus éco-responsable ».

Ainsi, sur ces deux sujets mais aussi sur d’autres, les chercheurs des deux Instituts pourront s’appuyer sur des ressources variées et mettre en commun des compétences en chimie organique ou en catalyse. Ils comptent ainsi identifier de nouvelles molécules, étudier leurs mécanismes d’action, mais aussi les synthétiser pour rendre possible leur utilisation à une plus large échelle.

Les LIA de l'Université de Rennes 1

Laboratoires «sans murs » et sans personnalité juridique, les LIA associent des équipes d’un laboratoire affilié à un organisme de recherche français et à un laboratoire d’un autre pays pour une collaboration ponctuelle. Les 16 LIA dont l'Université de Rennes 1 est partie prenante sont tous affiliés au CNRS, à l'exception du CRIBs, affilié à l'Inserm.

Voici leur liste au 9 octobre 2017.

  • Allemagne : CHEMSUSCAT - Catalysis for Sustainable Chemistry - Leibniz-Institut für Katalyse, Rostock
  • Afrique du Sud : VOCOM - Evolution of vocal communication : testing the impact of social systems, phylogeny and conditions of life - National Research Foundation, Pretoria and South African Universities (Rhodes University, University of Limpopo and University of Witwatersrand)
  • Argentine : PMF - Physique et mécanique des fluides - Université de Buenos Aires, Institut PPRIME de Poitiers, ENS Lyon
  • Canada : RE-SO Ressources et Sociétés - Institut national de la recherche scientifique
  • Chili : MIF - Matériaux inorganiques fonctionnels – Université Pontificia Catholique de Valparaiso, Université du Chili, Université de Concepcion, Université de Santiago du Chili, Université Catholique du Nord, Université Catholique de Maule et Université Nationale Andrés Bello
  • Chine :
    • CRIBs - Centre de recherche en Information biomédicale sino-français - Université du Sud-est (Nankin)
    • MOF - Matériaux Organophosphorés Fonctionnels - Université de Zhengzhou
    • SALADYN - Sediment transport and landscape Dynamics in central Asia - Université de Lanzhou, Académie des Sciences de Chine
    • NanoBioCatEchem - Nanobioanalytique et Nanocatalyse électrochimique - Xiamen University, Wuhan University
  • Danemark : ETSE - Toxicologie environnementale et écologie des stress – Université de Danemark du Sud
  • États-Unis :
    • MATEO - Matériaux et Optiques – Département de Sciences des Matériaux et Ingénierie, université d’Arizona
    • ECOGEN - Ecological and evolutionary genomics of polypoidy – Université d’état de l’Iowa
  • Inde : PNSS - Produits Naturels et Synthèse pour la Santé – Institut Indien de Technologie Chimique (Hyderabad)
  • Japon : IM-LED - Impacting materials with light and electric fields and watching real time dynamics - Université de Tokyo
  • Royaume-Uni : MMC - Molecular Materials and Catalysis – Université de Durham
  • Russie : CLUSPOM - Innovative Materials and Nanomaterials Based on Tailor‐Made Functional Building Blocks – Insitut Nikolaev de Chimie Inorganique de Novosibirsk

Article publié avec la contribution d'Alice Vettoretti (Plume Sciences)