Une grande espèce de plante au feuillage vert foncé ressemblant à une fougère , parsemé de petites fleurs jaune crème, qui est utilisée pour les couronnes de Noël et comme remplissage pour les bouquets rustiques et est également connue sous le nom de Sweet Annie. être cultivée dans le laboratoire de biologie de l' Université de San Antonio au Texas , États-Unis (UTSA), dirigé par Valérie Sponsel , chef du Département de biologie intégrative.
Au Département de Chimie de la même université, les feuilles de ces plantes sont extraites pour obtenir des composés médicinaux. En collaboration avec la chercheuse Annie Lin, professeure agrégée au Département de biologie intégrative et au Département de neurosciences de l'UTSA dédié à la biologie du développement et régénérative, le contenu des composés médicinaux de ces feuilles a été étudié.
À l'UTSA, nous avons essayé de comprendre les propriétés bioactives de l'un de ces composés, l'artéannuine B, dans les cellules cancéreuses et dans le COVID. Environ 50 % des médicaments sur ordonnance proviennent de produits naturels. Ils sont fabriqués par des plantes, des champignons ou des bactéries. La moitié de ces médicaments provenaient du feuillage. C'est surprenant quand on pense à tous les médicaments du monde. Différentes plantes produisent différents composés médicinaux. En matière de cancer, il en existe plusieurs types qui ont toujours existé mais qui n’ont été découverts qu’au cours du dernier demi-siècle. Il n’y aura jamais un seul composé qui traitera tous les cancers, c’est pourquoi la recherche se poursuit.
Sweet Annie est utilisée dans la médecine traditionnelle chinoise depuis plus de 2000 ans. La plante produit de l'artémisinine , qui contient un endoperoxyde, utilisé pour le traitement du paludisme . Ses extraits de feuilles ont été utilisés pour traiter diverses autres maladies, notamment le cancer et le COVID-19. Les nouvelles analyses ont été publiées dans le Journal of Natural Products
Le café infusé de Sweet Annie fait actuellement l'objet d'un essai clinique sur le cancer, tandis que l'extrait de plante infusé dans le thé a été utilisé en Afrique pour potentiellement lutter contre le COVID.
Cependant, jusqu'à récemment, les chercheurs n'avaient pas clairement compris comment fonctionnent exactement les composés de la plante. Nous avons été les premiers à démontrer le mécanisme de l'une de ces molécules grâce à leurs travaux interdisciplinaires en biochimie, chimie et biologie.
Nous en sommes aux premiers stades de l'analyse du mécanisme d'action des composés médicinaux de Sweet Annie afin de décider de la meilleure façon de les administrer et d'orienter le traitement. Nous pouvons être plus précis. Il faudrait pouvoir réduire la concentration pour s'attaquer directement aux tumeurs . À l’heure actuelle, nous étudions comment encapsuler le composé dans diverses concentrations qui cibleront spécifiquement les zones nécessitant un traitement.
La recherche publiée dans le Journal of Natural Products est le fruit d'un effort de collaboration avec Mitchel S. Berger, professeur et directeur du Brain Tumor Center de l' Université de Californie à San Francisco (UCSF) .
Berger a fourni des ressources pour les cellules primaires de glioblastome de la banque de tissus de tumeurs cérébrales de l'UCSF. Nous avons utilisé le méthanol comme solvant pour extraire le composé, et de là est née l’idée que cela doit être ainsi que cela fonctionne dans les systèmes biologiques.
Kaitlyn Varela, doctorante dans notre laboratoire, a fractionné et caractérisé des extraits de feuilles de Sweet Annie par spectroscopie RMN et chromatographie liquide-spectrométrie de masse.
Nous avons testé les fractions pour déterminer leur activité cytotoxique (la toxicité d'une substance pour les cellules) contre le glioblastome (GBM), une forme maligne de tumeur cérébrale. Nous avons ensuite purifié les fractions pour identifier et tester leurs composants individuels contre les cellules cancéreuses, un par un.
Tout au long du processus, l’artéannuine B a démontré de manière constante une activité cytotoxique contre les cellules cancéreuses GBM. Nous pensons qu’il pourrait inhiber les protéases à cystéine (enzymes dégradant les protéines) qui sont surexprimées dans les cellules cancéreuses. Nous avons ensuite réduit chimiquement l’artéannuine B et montré qu’elle n’était donc pas active contre le GBM à la même concentration. Ce résultat nous a informé sur les propriétés bioactives de l'artéannuine B. Pour développer nos résultats, Kaitlyn a montré que l’artéannuine B entrave l’activité de la protéase majeure et de la caspase-8 du SRAS-CoV-2.
En tant que spécialistes, nous voulons savoir comment cela fonctionne afin de pouvoir administrer les médicaments de manière intelligente. Tous nos corps sont différents. Le cancer, par exemple, surexprime certains gènes et si vous savez quel gène est exprimé, vous pouvez l'attaquer et bloquer l'activité de son produit protéique avec un médicament. Un exemple spécifique est le tamoxifène , qui est un promédicament métabolisé en sa forme active, l'endoxifène, par une enzyme clé de l'organisme, le cytochrome P450 2D6. L'endoxifène bloque l'activité du récepteur des œstrogènes que certains cancers du sein dépendants des œstrogènes surexpriment et dont ils ont besoin pour se développer. Cependant, certaines personnes ont des formes moins actives de P450 2D6, le tamoxifène ne serait donc pas efficace dans le traitement de leurs cancers dépendants des œstrogènes.
Dans l’ensemble, ces résultats améliorent la compréhension des activités antivirales et cytotoxiques d’Artemis B, mais les scientifiques sont dans la prochaine étape pour comprendre la meilleure façon de trouver une formule capable de devenir un médicament administré efficacement.
*Francis Yoshimoto est professeur adjoint de chimie à l'Université du Texas à Dallas. Docteur en biochimie du UTSA Southwestern Medical Center.