Des scientifiques modifient une cellule de levure et la transforment en traqueur de cannabis


Des chercheurs de la Faculté des sciences de l’Université de Copenhague ont modifié une cellule de levure pour détecter les substances actives du cannabis et la faire virer au rouge lorsqu’elle le fait. Le résultat ouvre la voie à davantage d’acteurs pour découvrir de nouvelles substances médicamenteuses et pour un nouveau type de test de dépistage de drogue pouvant être effectué avec un smartphone.

Les cellules de levure sont des organismes simples. Ils font deux choses dans la vie : manger et se propager. Aujourd’hui, des chercheurs du Département des sciences végétales et environnementales de l’Université de Copenhague ont doté les cellules de levure de boulanger commune d’une nouvelle fonction.

Les chercheurs ont remplacé la libido de la cellule de levure par un sens du goût et de l’odorat qui lui permet de détecter les cannabinoïdes, les substances actives du cannabis. Allant un peu plus loin, les chercheurs ont fait virer la levure au rouge ou à la lueur lorsqu’elle détecte avec succès les cannabinoïdes. L’étude a été publiée dans Communication Nature.

« Nous avons créé un capteur vivant à partir de la cellule de levure, qui peut désormais détecter les cannabinoïdes ou les molécules qui ont la même fonction que les cannabinoïdes, même s’ils ont un aspect très différent des cannabinoïdes. Entre autres choses, le biocapteur peut être utilisé pour rechercher de nouvelles substances. avec les mêmes propriétés que les cannabinoïdes. Cela pourrait démocratiser le développement médicinal afin que les sociétés pharmaceutiques ne soient pas les seules à être équipées pour découvrir de nouvelles substances », explique le professeur Sotirios Kampranis du Département des sciences végétales et environnementales, qui a dirigé la recherche.

Devient rouge lors de la détection de cannabinoïdes

Les humains utilisent des centaines de RCPG différents (récepteurs couplés aux protéines G) pour goûter et sentir. Rien que dans notre nez, 400 GPCR différents nous permettent de détecter et de distinguer l’odeur des roses et du pain fraîchement cuit, chacun d’eux activant différents GPCR qui signalent ensuite le cerveau.

Avec ses collègues de recherche, le professeur Kampranis a échangé le GPCR que les cellules de levure utilisent pour détecter le sexe opposé dans un environnement, avec le GPCR que nous, les humains, utilisons pour reconnaître les cannabinoïdes. Dans le même temps, les chercheurs ont complété le matériel génétique de la cellule de levure avec un ensemble de nouveaux gènes qui la font virer au rouge ou même luire lorsqu’elle détecte des cannabinoïdes à proximité.

« La cellule de levure émet désormais un signal lorsqu’il y a des cannabinoïdes dans l’environnement de la cellule de levure. Cela nous permet de cribler des milliers de plantes pour des substances à potentiel thérapeutique. Et nous pouvons également déterminer si des personnes consomment de la drogue ou si quelqu’un essaie de faire de la contrebande. cannabinoïdes ou « drogues de synthèse » via un poste de contrôle à l’aéroport », explique le professeur Sotirios Kampranis.

Découverte de quatre nouvelles substances en une journée

Les cannabinoïdes sont connus pour être liés au sommeil, à l’appétit et au soulagement de la douleur. En fait, nous les avons naturellement dans notre corps où ils sont appelés endocannabinoïdes. C’est précisément pourquoi les chercheurs ont choisi de coder la capacité de trouver des cannabinoïdes dans les cellules de levure. Mais en principe, ils auraient pu le faire pour les opioïdes ou tout autre groupe de substances médicinales. C’est précisément pourquoi les chercheurs ont choisi de coder la capacité à trouver des cannabinoïdes dans les cellules de levure. Mais en principe, ils auraient pu le faire pour les opioïdes ou tout autre groupe de substances médicamenteuses.

Il ne fait aucun doute que la cellule de levure peut trouver de nouvelles substances. Lors des premiers tests, les chercheurs ont utilisé la cellule de levure pour étudier 1600 substances aléatoires à partir d’une vaste bibliothèque de composés chimiques disponible à l’Université de Copenhague. Il n’a pas fallu longtemps pour avoir une bouchée.

« En une seule journée, la cellule de levure a trouvé quatre substances non découvertes qui n’avaient jamais été associées à des propriétés anti-inflammatoires ou à un soulagement de la douleur, mais qui pourraient potentiellement être utilisées à ces fins », explique Sotirios Kampranis.

Lorsque les sociétés pharmaceutiques recherchent de nouveaux médicaments aujourd’hui, c’est avec l’aide d’équipements robotiques et de laboratoire de pointe que les universités et autres entités non commerciales ne pourront jamais se permettre. Le fait que les chercheurs aient développé une alternative pourrait permettre à davantage de personnes de rechercher des substances utiles dans la nature.

« C’est une approche de crowdsourcing par laquelle les petits laboratoires peuvent trouver plus de nouvelles substances potentielles à usage pharmaceutique. Je ne vois pas cela comme une concurrence avec les sociétés pharmaceutiques, mais comme quelque chose qui peut créer une synergie entre des acteurs indépendants du monde scientifique et de l’industrie pharmaceutique. « , déclare le professeur Kampranis.

L’accessoire pour smartphone peut trouver de la drogue

Les chercheurs ont également développé un appareil portable en plastique contenant un biocapteur de cellules de levure. Le matériel végétal, la salive, l’urine, le sang, le matériel d’une valise ou tout ce que l’on souhaite que la cellule de levure teste, est placé dans le gadget.

L’appareil utilise ensuite l’appareil photo du smartphone pour voir si les cellules de levure s’allument, délivrant son résultat en seulement 15 minutes. L’application pourrait être en mesure d’aider les policiers et autres personnes à traquer les drogues dans les aéroports ou à administrer des tests de dépistage de drogues.

« Nous pouvons tester à la fois les cannabinoïdes naturels et les drogues de synthèse – des substances chimiques qui ont des structures très différentes – avec les mêmes effets que les cannabinoïdes. En principe, nous pourrions également adapter la cellule de levure pour pouvoir détecter des opioïdes comme la morphine, le fentanyl et l’oxycodone », déclare Sotirios Kampranis.

L’appareil peut être imprimé en 3D ou assemblé à l’aide de matériaux facilement obtenus en ligne. Les chercheurs travaillent maintenant à rendre l’outil de test disponible gratuitement, pour le plus grand nombre, mais en même temps pouvoir garder le contrôle pour la maintenance et le développement ultérieur.

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