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La levure de boulanger utilisée pour la recherche de substances anti-prions
CNRS - 11/09/2003

Une étude menée par Marc Blondel, Stéphane Bach et Laurent Meijer à la Station biologique de Roscoff (CNRS - Université de Paris 6,), en collaboration avec les équipes de Christophe Cullin (Université de Bordeaux 2), Hervé Galons (Université de Paris 5) et Dominique Dormont (CEA), a permis la mise au point d'un test utilisant la levure de boulanger (Saccharomyces cerevisiae) pour isoler des molécules actives contre les prions. Ces résultats prometteurs sont publiés dans le numéro de septembre de la revue Nature Biotechnology.

Les prions sont des protéines infectieuses responsables chez les mammifères de certaines maladies neuro-dégénératives de type encéphalopathies spongiformes comme la maladie de Creutzfeldt-Jakob chez l'homme ou encore les maladies dites de la vache folle chez les bovins ou tremblante du mouton chez les ovins. La principale caractéristique de ces maladies est qu'elles sont dues à des agents infectieux non conventionnels : à la différence des agents infectieux traditionnels (bactéries, virus par exemple), ils ne contiennent pas d'acides nucléiques. C'est ce qui a conduit Stanley Prusiner (prix Nobel 1997) à formuler l'hypothèse selon laquelle l'agent infectieux ne serait constitué que d'une seule protéine. Un certain nombre de molécules actives contre les prions des mammifères ont déjà été identifiées grâce à un système basé sur des cellules neuronales de souris chroniquement infectées par le prion de mammifère.

L'idée de la nouvelle méthode de criblage utilisant la levure est venue de deux constats :

du fait de l'infectiosité forte des prions de mammifères, toutes les expériences doivent être réalisées en laboratoire sécurisé de niveau P3. A cette lourdeur vient s'ajouter la complexité du système mammifère qui ne permet pas un criblage massif à haut-débit ;

la levure de boulanger contient plusieurs protéines se comportant comme des prions qui, à la différence des prions de mammifères, sont complètement inoffensifs, tant pour la levure que pour l'homme. Les chercheurs de Roscoff ont alors fait le pari que les mécanismes contrôlant l'apparition et/ou la maintenance des prions étaient conservés de la levure à l'homme et ont avancé l'idée que la grande facilité d'emploi, le faible coût et l'innocuité de la levure pouvaient être mis à profit pour réaliser du criblage à haut-débit.
Une méthode en deux étapes, basée sur la levure pour faire du criblage anti-prion, a ainsi été développée : Dans une première étape (crible primaire), des collections de molécules (chimiothèques) sont testées pour leur activité contre un premier prion de levure. Si un composé a un effet anti-prion, il provoque un
ougissement des colonies de levure entourant la pastille de papier-filtre sur laquelle il a été déposé. Les composés capables de curer ce prion sont alors testés dans un crible secondaire basé sur un autre prion de levure très différent. Etant donné la grande différence entre ces deux prions, des molécules actives à la fois contre les deux sont supposées agir sur des mécanismes généraux de contrôle des prions de levure et non sur des mécanismes spécifiques à l'un ou l'autre de ces prions.

Le pari initial de conservation des mécanismes de contrôle des prions de la levure à l'homme a alors été éprouvé en testant dans le système levure les quelques molécules efficaces in vitro contre le prion de mammifère. Ces dernières se sont également avérées actives contre les prions de levure. Inversement, grâce à une collaboration avec le laboratoire de Dominique Dormont, il a été observé que les molécules issues du test levure présentent également une activité contre le prion de mammifère.

Ces résultats sont très importants car ils constituent, à l'heure actuelle, la première indication fonctionnelle d'une conservation des mécanismes de contrôle des prions de la levure à l'homme. A ce titre, ils valident la méthode de criblage basée sur la levure.

Une demande de brevet a été déposée par le CNRS pour protéger cette méthode ainsi que les premières molécules qu'elle a permis d'isoler.

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