Des scientifiques ont mis au point une bactérie qui produit d’énormes quantités de psilocybine

Les scientifiques ont trouvé une nouvelle façon de récolter la psilocybine, le composé psychédélique que l’on trouve habituellement dans les champignons. Ils ont mis au point des bactéries pour produire de la psilocybine dans leurs cellules et l’expulser, à des concentrations de l’ordre du gramme qui sont supérieures à celles de tout autre organisme bio-ingénié à ce jour.

Selon les chercheurs, il s’agit d’une étape importante dans la démonstration de la faisabilité de la production industrielle du médicament.

La psilocybine est présente dans plus de 200 espèces de champignons et qui jouit depuis longtemps d’une réputation pour ses propriétés psychédéliques et hallucinogènes. Au cours des dernières années, cependant, il est devenu de plus en plus évident que les drogues psychédéliques ont également un potentiel important pour traiter des conditions telles que la dépression résistante au traitement.

Mais la production en masse du composé à partir de champignons nécessiterait beaucoup de temps et beaucoup d’espace pour faire pousser les champignons. Une équipe de biochimistes dirigée par Andrew Jones et Alexandra Adams de l’Université de Miami a donc décidé d’essayer autre chose : le génie métabolique.

Il s’agit d’un processus de biosynthèse qui repose sur le changement des cellules pour qu’elles produisent des composés qu’elles ne produisent pas naturellement, ou en quantités qu’elles ne produisent pas naturellement ; un exemple de cela est le bioéthanol, qui peut être utilisé comme biocarburant.

Une bactérie populaire à cette fin est Escherichia coli, car elle est facile à concevoir, prolifique, bien compris et dispose d’un large éventail d’outils génétiques polyvalents pour le génie. Donc, c’est ce que l’équipe a utilisé comme hôte.

Ils ont introduit dans la bactérie des gènes producteurs de psilocybine provenant de la quintessence du « champignon magique « Psilocybe cubensis », pour voir si cela pouvait induire les microbes à produire de la psilocybine. Cela a fonctionné, avec plus ou moins de succès.

« Nous prélevons l’ADN du champignon qui code sa capacité à fabriquer ce produit et nous le mettons dans E. coli « , dit Jones.

« C’est semblable à la façon dont on fait de la bière, par un processus de fermentation. Nous appliquons la technologie qui permet l’échelle et la vitesse de production à notre E. coli producteur de psilocybine. »

Les chercheurs ont identifié la souche bactérienne qui produisait la plus grande concentration de psilocybine, la plus grande fiabilité et une faible accumulation de produits intermédiaires.

Doublant cette souche pPsilo16, ils ont ensuite travaillé à optimiser sa production, à travers une série d’expériences pour fournir les meilleures conditions de fermentation. Cela a permis d’obtenir le meilleur milieu de base, la meilleure température et le meilleur mélange d’éléments nutritifs pour la production de psilocybine.

Enfin, l’équipe a été en mesure d’élargir sa production pour en faire de grands bioréacteurs et de peaufiner le procédé pour obtenir une concentration de 1,16 gramme de psilocybine par litre – la première démonstration de psilocybine chez un hôte procaryote et la plus forte concentration de psilocybine produite à ce jour par tout organisme recombinant.

(La concentration de psilocybine dans P. cubensis lui-même varie, mais elle se situe entre 0,37 et 1,30 % du poids sec du champignon entier.)

« Ce qui est passionnant, c’est la vitesse à laquelle nous avons réussi à atteindre notre production élevée « , a déclaré M. Jones. « Au cours de cette étude, nous avons amélioré la production de quelques milligrammes par litre à plus d’un gramme par litre, soit près de 500 fois plus. »

Des essais cliniques sur la psilocybine dans le traitement de la dépression sont actuellement en cours. Pendant ce temps, Jones et son équipe cherchent des moyens de faire de E. coli un meilleur hôte pour les gènes de la psilocybine.

La recherche a été publiée dans Metabolic Engineering.

Via ScienceAlert

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