Applications pharmaceutiques de la transgenèse

Bactéries(ex : Escherichia coli)
Depuis une vingtaine d'années, des bactéries sont modifiées pour synthétiser certaines molécules utiles, que l'industrie pharmaceutique ne sait pas produire. Ce procédé est utilisé pour fabriquer, en grande quantité et à faible coût, des protéines que l'on devait auparavant extraire de tissus humains ou animaux (avec tous les risques de transmission d'agents pathogènes que comportait cette pratique).

La quasi totalité de l'insuline humaine est désormais produite par des bactéries recombinantes, au lieu de l'extraire des pancréas de porc. Cette protéine a une composition strictement identique à l'insuline humaine et elle est plus purifiée que celle provenant des pancréas de porc.

L'hormone de croissance provient également en quasi totalité de bactéries recombinantes. Ceci évite de collecter des hypophyses humaines mais permet surtout de ne plus prendre le risque de transmettre la maladie de Creutzfeld-Jacob par le prion contaminant (voir démarche proposée dans ce dossier).

Des bactéries bioréacteurs.
La production industrielle de l'hormone de croissance, par Willem ROSKAM,
La Recherche n° 188, mai 1987 - p.646.

Levures(ex : Saccharomyces cerevisae)
L'utilisation des bactéries présente toutefois des limites : leur métabolisme ne permet pas certaines transformations des protéines qui interviennent après la synthèse et sont nécessaires à leur passage sous une forme biologiquement active. D'où le recours aux levures, champignons unicellulaires plus proches sur le plan métabolique des organismes pluricellulaires.

Des levures bioréacteurs.
Article 1 : La levure, par C. GAILLARDIN et H. HESIOT ;
Article 2 : Les réacteurs biologiques, par R.M. WILLEMOT et G. DURAND,
La Recherche n°188, mai 1987 - p. 586 et 614.

Cellules d'organismes supérieurs (ex : cellules d'ovaire de hamster chinois)
Les protéines d'intérêt pharmaceutique sont souvent glycolysées, parfois gamma-carboxylées, clivées et réassociées pour former des molécules comprenant plusieurs sous-unités. De ce fait, elles possédent une structure trop complexe pour être produite à l'état biologiquement actif par des bactéries, des levures ou sont trop difficiles à extraire.

D'où des recherches engagées ayant recourt à des lignées de cellules d'organismes supérieurs. C'est l'exemple de cellules d'ovaire de hamster chinois cultivées dans des fermenteurs pour produire de l'érythropoïétine (EPO) qui ne peut être obtenue par extraction, car trop rare, et qui doit être glycolysée pour être active.

Des protéines recombinantes peuvent être également préparées à partir de :
- divers fluides biologiques d'animaux transgéniques : le lait, le blanc d'oeuf, l'urine, le sang, le plasma séminal, la glande séricigène du ver à soie ;
- des plantes transgéniques.
Actuellement, le meilleur système est le lait. Des protéines variées ont été produites dans le lait, dont certaines présentent un intérêt pharmaceutique : des facteurs sanguins, des hormones, des facteurs de croissance, des antigènes vaccinants, des anticorps monoclonaux.
Les principaux obstacles sont situés au niveau de la production qui est trop peu fiable, et de certaines protéines recombinantes (FSH et LH) inactives in vivo, actives in vitro.

Des animaux bioréacteurs.
Des animaux transgéniques produisent des médicaments, par W. VELANDER, H. LUBON et W. DROHAN, Pour la Science n° 233, mars 1997 - p.70.

Production de médicaments par génie génétique, par G. STIEGLER, G.B. KRESSE et P. BUCKEL, Pour la Science n°241, novembre 1997 - p.72 à 79.

Institut national de recherche pédagogique