Des chercheurs de l’Université d’Édimbourg ont mis au point une technique biologique permettant de transformer des déchets de polyéthylène téréphtalate (PET) en L-DOPA, un traitement essentiel contre la maladie de Parkinson. L’innovation, publiée lundi dans Nature Sustainability, ouvre la voie à une production pharmaceutique plus durable en valorisant la pollution plastique mondiale.
Transformer des bouteilles d’eau vides en traitement pour une maladie neurologique dégénérative : ce qui relevait de la science-fiction devient réalité grâce aux travaux d’une équipe écossaise. Dans un laboratoire de l’Université d’Édimbourg, des scientifiques ont réussi à convertir du polyéthylène téréphtalate (PET) en L-DOPA, médicament de première intention contre la maladie de Parkinson, en utilisant des bactéries génétiquement modifiées comme catalyseurs biologiques.
Une alchimie microbienne
Le procédé, développé sous la direction du professeur Stephen Wallace, repose sur une souche d’Escherichia coli spécialement modifiée. Ces micro-organismes sont programmés pour exécuter une série de réactions enzymatiques qui transforment progressivement les déchets plastiques en principe actif pharmaceutique. Le PET, omniprésent dans les emballages alimentaires et les bouteilles de boissons, est d’abord décomposé chimiquement en acide téréphtalique, sa molécule de base. Les bactéries prennent ensuite le relais pour convertir cette matière première en L-DOPA, un précurseur de la dopamine dont la carence caractérise la maladie de Parkinson.
Cette approche s’inscrit dans une logique d’économie circulaire appliquée à l’industrie pharmaceutique. « Les déchets plastiques sont souvent perçus comme un problème environnemental, mais ils représentent également une source vaste et inexploitée de carbone », souligne Stephen Wallace. Avec environ 50 millions de tonnes de PET produites annuellement dans le monde et des taux de recyclage traditionnels jugés insuffisants, la matière première ne manque pas.
De la paracétamol aux traitements neurologiques
La recherche publiée dans Nature Sustainability constitue une avancée significative par rapport aux travaux antérieurs de la même équipe. L’année dernière, ces scientifiques avaient déjà démontré la possibilité de produire du paracétamol à partir de PET, une première étape validant le concept de biosurcyclage. Le passage à la L-DOPA représente un saut qualitatif important, tant par la complexité de la molécule cible que par son importance thérapeutique.
Le L-DOPA (lévodopa) reste, plus de cinquante ans après sa découverte, le traitement de référence pour atténuer les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson. Sa production industrielle actuelle repose principalement sur des procédés chimiques consommateurs d’énergie et dépendants des hydrocarbures fossiles. La méthode biologique développée à Édimbourg propose une alternative potentiellement plus sobre en ressources et en émissions de carbone.
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Vers une industrie du biosurcyclage
Les perspectives dépassent largement le cadre du traitement de la maladie de Parkinson. L’équipe écossaise envisage le développement d’une véritable industrie de biosurcyclage capable de produire, à partir de déchets plastiques, toute une gamme de molécules à haute valeur ajoutée : principes actifs pharmaceutiques, arômes alimentaires, composés pour la parfumerie et la cosmétique, ou encore intermédiaires chimiques pour divers secteurs industriels.
Ces recherches ont été menées au sein du Carbon-Loop Sustainable Biomanufacturing Hub, un centre de recherche de 14 millions de livres sterling soutenu par UK Research and Innovation et l’Industrial Biotechnology Innovation Centre (IBioIC). « C’est une manière de repenser les procédés qui travaillent avec la nature pour offrir des bénéfices concrets », estime Liz Fletcher, directrice générale adjointe d’IBioIC.
Les défis de la montée en échelle
Si la preuve de concept a été établie à échelle préparative, le chemin vers une production industrielle reste long. Les chercheurs reconnaissent la nécessité d’optimisations supplémentaires concernant le rendement, la vitesse de conversion et la pureté du produit final. Des études approfondies sur les performances environnementales et économiques du procédé devront également être menées pour évaluer sa viabilité commerciale.
La question de l’acceptabilité réglementaire se posera inévitablement, notamment concernant l’utilisation d’organismes génétiquement modifiés dans la production de médicaments. Les autorités sanitaires devront évaluer rigoureusement l’absence de contaminants résiduels provenant des déchets plastiques dans le produit pharmaceutique final.
