Synthétiser des oligosaccharides pour améliorer la santé de demain

Des enzymes capables de synthétiser les oligosaccharides

Les oligosaccharides sont des molécules composées d’une association de 2 à 20 sucres simples. Ces molécules sont essentielles à la vie, et jouent des rôles divers dans les organismes où elles se trouvent, y compris chez l’humain.

L’importance des oligosaccharides dans l’alimentation et la santé humaine, et la difficulté de leur production par voie chimique, font de leur synthèse par voie biologique un réel enjeu. Ils ont plusieurs rôles dans le corps humain. Ils peuvent être utilisés comme source d’énergie par les microorganismes présents dans le microbiote intestinal. D’autres présents à la surface des membranes cellulaires, remplissent des fonctions de reconnaissance, de signalisation et d’adhésion. Certains oligosaccharides ont ainsi des propriétés antigéniques, comme par exemple les antigènes spécifiques des groupes sanguins A, B et O.

Au vu de l’intérêt certain que revêtent ces molécules pour la santé, et de la difficulté à les produire par voie chimique, les scientifiques ont donc cherché un moyen d’en synthétiser en laboratoire, par voie biologique, grâce à certaines enzymes d’origine bactérienne, appelées glycoside-phosphorylases. Naturellement, elles servent surtout aux bactéries qui les produisent à dégrader les oligosaccharides, mais dans certaines conditions, elles sont aussi capables de les synthétiser. On peut donc se dire qu’il n’y a qu’à les utiliser en laboratoire pour obtenir les oligosaccharides souhaités.

Or, ce n’est pas si simple ! En effet, à ce jour, très peu de glycoside-phosphorylases ont été caractérisées. Leurs séquences ne sont pas faciles à différencier de celles d’autres enzymes impliquées dans le métabolisme des sucres. Grâce à une approche combinée explorant de larges espaces de séquences bactériennes issues notamment du microbiote intestinal humain, et des approches de détection de l’activité des glycoside-phosphorylases, l’équipe a pu accélérer la découverte de ces enzymes d’intérêt.

Aider à améliorer la santé grâce à ces oligosaccharides

Une fois ces enzymes détectées et leur potentiel vérifié, l’équipe les a étudiées pour bien comprendre leurs spécificités et leur fonctionnement. Cela leur a ainsi permis de synthétiser des oligosaccharides d’intérêt pour la santé humaine in vitro (en dehors d’un être vivant), mais aussi in cellulo (dans des cellules cultivées en laboratoire). Ces recherches ont fait l’objet d’un brevet international déposé par Toulouse Tech Transfert, et exploité par la société Sweetech.

Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour améliorer la détection et la connaissance des glycoside-phosphorylases, en s’appuyant notamment sur des processus d’apprentissage automatique, en lien avec l’intelligence artificielle, afin de pouvoir produire un large panel d’oligosaccharides d’intérêt pour la santé humaine.