Bio-ingénierie des dérivés terpéniques – TerpFactory Consolidation

Le LabCom TerpFactory est une association de l’entreprise Plant Advanced Technologies (PAT, Nancy) avec l’Institut de Biologie Moléculaire des plantes du CNRS à l’Université de Strasbourg (UPR2357). Participe également au LabCom le Laboratoire de Chimie Organique Synthétique (LCOS) du CNRS et de l’Université de Strasbourg (UMR7177).
TerpFactory a pour objectif de mettre sur le marché des cosmétiques et de la pharmacie de nouvelles molécules actives issues de plantes à des prix concurrentiels. Il identifie de nouvelles molécules actives à partir d’une sous-classe chimique de composés appartenant à la famille des terpénoïdes. Il développe d’autre part de nouvelles méthodes de production pour des molécules qui présentent un intérêt particulier. Sa cible principale sur ce dernier point est la production d’un composé naturel qui possède de fortes activités anti-inflammatoires. Ce composé, de la classe des terpénoïdes, est produit par une espèce végétale à croissance très lente issue d’écosystèmes semi-désertiques africains. La surexploitation de cette plante dans son milieu naturel pour la préparation d’extraits met en danger la survie de l’espèce, unique ressource actuelle en ce précieux anti-inflammatoire. Au cours de la période 2013-2017, TerpFactory a mis en place des solutions alternatives pour la production du composé naturel par les technologies propres à l’entreprise à partir de nouvelles plantes source, sans avoir recours à l’exploitation massive de l’espèce végétale africaine. Cette première partie du travail a aussi révélé la possibilité de produire d’autres molécules actives à partir de ces plantes source.
Un second volet a pour objectif de développer une approche biotechnologique alternative de production des composés d’intérêt en conditions plus contrôlées et plus reproductibles. Ce second volet s’est concentré sur l’une des plantes cible pour caractériser les différents éléments formant la cascade métabolique. L’analyse du transcriptome de la plante a permis de réduire à un petit nombre les enzymes candidates pour chaque étape de biosynthèse. L’analyse fonctionnelle systématique des enzymes candidates a permis d’élucider plus de la moitié de la voie de biosynthèse menant à la bioproduction du composé d’intérêt dans la plante. L’objectif général de la phase de consolidation du projet TerpFactory est de :
- Valider de nouvelles molécules actives générées par les plantes source et d’optimiser leurs méthodes de production,
- Protéger par voie de brevet ces nouveaux outils de production et leurs applications.
- Caractériser les gènes responsables des dernières étapes de la biosynthèse du composé anti-inflammatoire d’intérêt,
- Reconstituer de manière transitoire la voie métabolique dans une plante adaptée afin de valider la biosynthèse,
A plus long terme, l’objectif du LabCom est de :
- Reconstituer la voie métabolique dans une souche microbienne et ainsi de reprogrammer l’organisme hôte pour biosynthétiser le composé d’intérêt,
- Mettre en place des technologies de fermentation en bioréacteur pour produire le composé en conditions contrôlées,
- Optimiser les flux de carbone dans l’organisme hôte pour améliorer la rentabilité industrielle,
- Breveter cette méthode de bioproduction sécurisée,
- Étendre ces nouvelles approches à la production d’autres membres de cette classe de molécules actives.
Le projet permettra ainsi de :
- Proposer une alternative de production industrielle moins coûteuse du composé anti-inflammatoire pour lequel il existe actuellement une forte demande du marché,
- Donner une avance scientifique et technologique au laboratoire commun dans la connaissance et l’exploitation de cette classe de composés,
- Préparer la bioproduction de toute une famille de molécules actives par des approches de synthèse combinatoire.