La production de caroténoïdes par lis microorganismes

PAR b-bXlST H0td~tdk4

Trensgr)rte, 11, rue Molsheim, 67000 Strasbuurg.

Des cellules de singe gb&iqzaement modifie’es et productrices d’interleukine 2 sont testbes chez l’homme pour traiter les cancers.

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e succts potentiel de la thCrapie gCnique repose aussi bien sur l’identification de gknes d’intirk thtrapeutique que sur le developpement de vecteurs capables de transferer efficacement ces gtnes dans les cellules des patients. Selon la maladie g traiter, le vecteur le plus adapt6 peut etre choisi

Dee cellules

Vem pmductrlce5

ces cellules s’averent particuli&ement utiles pour produire in vivo une grande quantite de cytokines, petites prot&nes qui, en stimulant la croissance et la differentiation des cellules immunitaires, sont susceptibles de contrer la multiplication des cellules can&reuses. Plusieurs essais cliniques

d’irtterleukine

parmi differents systcmes : vecteurs formis de virus dont on a rendu la r& plication impossible par des mithodes de gCnie gtnttique (I), vecteurs synthitiques composis d’ADN complexe avec des vksicules lipidiques, ou ADN nu. Les cellules eucaryotes, viritables micro-usines de production de biomolCcules, representent une alternative intiressante, notamment pour le traitement du cancer. La 1ignCe cellulaire animale Vero est probablement la plus appropriee g un usage clinique. Son histoire commence le 27 mars 1962 - la prehistoire de la biologie moliculaire lorsque Yosihiro Yasumara, de l’universiti de Chiba, au Japon, rkussit g cultiver des cellules de rein de singe (Cerco#u?hecus aethiops). I1 les nomme <
2, en cultwm.

sont en tours pour Cvaluer leur efficacite antitumorale. Les cellules Vero offrent plusieurs avantages. Elles ne contiennent pas de virus contaminant, chose rare pour des cellules de singe. En culture, elles permettent de multiplier de nombreux virus humains. Ainsi, 1’Institut Mirieux (Lyon) les utilise depuis 1984 pour la production du vaccin contre la poliomyClite (2). Autres atouts : leurs conditions de culture en laboratoire sont bien maitrisCes ; elles peugnt$~ figeye’ment par I’introduction d’un g&e et silectionnCes pour leur aptitude g produire une grande quantite de la y moKcule disit+e ; enfin, des

lots importants de cellules homogi?nes peuvent ctre g&G&, contGl& pour l’absence de toute contamination, et conserves dans les conditions approprikes. Leur utilisation comme vecteur de gines presente cependant un inconvtnient potentiel. De mime que le systcme immunitaire du patient monte la garde contre toute cellule en provenance d’un autre individu (cellule allogenique), il ditruit rapidement toute cellule xinogCnique (issue d’une autre espice). Toutefois, dans le cas du cancer, l’administration directe de cellules xknogkniques B des patients est envisageable car le traitement demande une production locale et transitoire de molCcules th& rapeutiques. Ces cellules sont klimin&es en l’espace d’un 2 deux jours, rednisant ainsi les risques biologiques potentiels associCs a la production in vivo de molecules thCrapeutiques et h la presence de cellules ginitiquement modifiies. De plus, en induisant une reaction inflammatoire et en attirant des cellules prisentatrices d’antigines (macrophages), elles peuvent accroitre I’efficacitC du gine immunomodulateur qu’elles expriment. La combinaison de ces deux effets permet de rCsoudre le problime ,. immunolo-

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LACELLULEXENTRE DE PRODUCTION ._.

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WIM QUAX” * Laboratory of Pharmaceutical Biology, University Centre of Pharmacy, University of Groningen, Antonius Deusinglaan 1, 9713 AV Groningue, Pays-Bas.

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posi par les cellules can&reuses, qui masquent souvent leur prCsence en cessant par exemple d’tlaborer les mol&ules de surface qui les rendraient repCrables par le syst?me immunitaire, ou en produisant localement des facteurs immunosuppresseurs. De nombreuses ktudes scientifiques ont montri que le transfert de gsnes de mol&ules immunomodulatrices permet d’augmenter I’immunogCnicitC des cellules tumorales de faGon significative, induisant une reponse antitumorale relativement efficace (37). Toute une classe de cytokines, telles que les interleukines (IL-2,4,7, 12), le GM-CSF (facteur stimulant les colonies de granulocytes et de macrophages) ou I’interfkron ‘y, permettent de modifier I’immunogPnicite, saris que I’on ait besoin d’identifier des antigknes spCcifiques de la tumeur. Jusqu’i prt%ent, plus de 30 essais cliniques ont test6 l’innocuite et l’efficacitk de cette forme de thCrapie ginique. Cependant, dans tous ces protocoles, la production de la cytokine itait rialiske par les propres

cellules tumorales des patients. Ces cellules &aient d’abord isolies, cultivies, puis modifiCes par introduction d’un g&e de cytokine, puis multipliies en culture et rt5injecttes (apr2s irradiation, pour les emp@cher de prolifkrer). Cette procedure, lourde et colteuse, n’est pas applicable h grande tchelle. De plus, l’administration directe de cytokines recombi&es et purifiies provoque trop d’effets secondaires. En 1993, notre equipe de Transgine, B Strasbourg, a cornmen& g tester des cellules Vero exprimant difft!rentes cytokines humaines, I’IL-2 entre autres. Une 1ignCe Vero exprimant de grandes quantites de cette interleukine (1 pg par jour pour 106 cellules) a id produite g grande ichelle pour servir h des tests chez la souris, puis chez des chats et des chiens. En 1996, afin de mesurer l’efficacitt antitumorale des cellules Vero-IL2, Transgkne, en collaboration aver l’ficole nationale vCtirinaire d’Alfort (Maisons-Alfort, Val-de-Marne), a realisi un esrsai pr&zllniqne sur des chats et des chiens atteints de fibro-

sarcome et de milanome, tumeurs spontanees relativement frequentes chez ces animaux et saris traitement efficace connu. Les animaux contrtiles ont regu un traitement standard par excision chirurgicale de la tumeur, suivie d’irradiations locales. Les autres groupes ont Cti trait& de la mcme faGon, mais ont requ des injections rdpitees de cellules Vero-IL2 sur le site tumoral. Au bout de 18 mois, la survie moyenne des groupes d’animaux trait& par les cellules Vero-IL2 etait bien plus ilevte que celle des groupes contrGles (8). Les rCsultats preliminaires de plusieurs essais cliniques de phase I, menis au Kantonsspital de Bgle, en Suisse, et g 1’Institut Curie (Paris) confirment l’innocuite du traitement, et r&glent une amblioration de certains paramitres immunologiques chez les patients trait&. Cecce annhe, un teft clinique multiclentrique de phase II, v&ant cuttct fyhis a ,cDntrtjler l’efficracitt de la pro&durc, a 6te lam+, avec davantagc C patients et des doses paula &&es. RBsultrats pr& n vu dans 18 mois environ.

PAR

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Pour dissoudre les taches de graisse SW les vthments, rien de tel qu’une bonne lipase bacte’rienne. Mais comment faire pour la produire en quantite’ industrielle ? epuis le temps des lavoirs de nos arriire-grands-m&es, le nettoyage du linge a beaucoup change. Nous avons notamment constat& ces dern&es an&es, une baisse gCn&alisie de la tempirature de lavage, jusqu’i 40 “C en moyenne. Toutefois, pour obtenir une propretC du linge satisfaisante i cette tempCrature, des modifications ont dG itre apportCes aux dbtergents. Ainsi, I’introduction de certaines enzymes (protiases, a-amylases, cellulases et lipases) dans les lessives a permis d’obtenir des ameliorations majeures. Pour ctre utilisables dans l’industrie textile, ces enzymes doivent cependant ripondre & des criteres p&is. En particulier, elles doivent pouvoir rester actives dans les conditions particulieres du lavage en machine (temperature, conditions ioniques et pH

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basique). Mais cela ne suffit pas. Encore faut-il parvenir g les faire produire g 1’Cchelle industrielle, par des souches bactkriennes adaptees.. . Une itape qui nicessite parfois, comme nous allons le voir pour un systPme de lipase (une enzyme capable d’hydrolyser les graisses), d’Gtudier leurs micanismes intimes de synch&e et de s&z&ion. En 1989, une nouvelle lipase a iti dkcouverte, produite par Pseudomonas alcaligenes, une bacterie Gramnegative non pathog&e. Elle est active B des tempkratures mod&es, avec une activitC optimale g pH 9 (1). Des caractiristiques idkales qui lui ont permis d’obtenir d’excellents rCsultats aux tests standards de nettoyage. Restait B trouver une bactCrie capable de la produire efficacement et ,i I’Cchelle industrielle.

Parmi les souches les plus couramment mises 5 contribution en usine, les bactiries Gram-positives, comme les Batik et les champignons filamenteux tels qu’Aspergillus sont capables de sicrCter une grande quantid d’enzyme au sein mf”me du milieu de fermentation, ce qui prisente de gros avantages pour les traitements ultirieurs. Malheureusement, toutes les tentatives pour faire st?&ter la lipase alcaline de P al&genes par des Bacillus ou des Aspergillus ont &ho&. Finalement, la seule cellule capable d’effectuer correctement ce travail n’est autre que P alcaligenes elle-m@me (2). Toutefois, l’utilisation de cette bactirie & des fins industrielles s’est heurtCe g plusieurs difficult&s. En particulier, elle ne se dCveloppe pas sur le glucose, et d’autres sources de carbone,