Les plantes, et leurs poisons (3) : L’If

Une contribution de @RaphCabon, étudiant en biologie (Merci à lui !!):

Les plantes sont une source énorme de molécules en tous genres. Certaines sont létales, d’autres soignent. D’autres font les deux. C’est le cas du paclitaxel, une molécule commercialisé sous le nom de Taxol. Cette molécule se trouve dans certains arbres : les ifs. En particulier Taxus brevifolia (if américain), et Taxus baccata (if européen).

Cette molécule empêche la dépolymérisation des microtubules. Là normalement, si vous avez pas fait de bio, vous êtes perdus. Donc un rapide résumé pour les non-biologistes s’impose.

Comme vous le savez (j’espère), votre organisme est constitué de cellules. Mais elles ne sont pas apparues toutes seules. Donc quand vos parents ont copulé (« Mais c’est dégueulaaaasse ! » – Non, c’est la vie.), une cellule-œuf (ovule) s’est formée d’un spermatozoïde et d’un ovocyte. Normalement jusque là vous suivez à peu près. Ensuite, cette cellule se divise. Comment ? C’est là qu’entrent en jeu les microtubules. Dans votre cellule, il y a des sortes de tubes (les microtubules donc) permettent à la cellule de séparer l’ADN et tout un tas d’autres petits trucs de façon égale des deux côtés de la cellules. Puis la cellule se coupe en deux (la partie manquante dans chaque cellule est refaite). Et vous avez deux cellules filles ! Si vous répétez ça des millions de fois, vous avez un organisme. En (très) gros, c’est ça. Le Taxol lui, empêche ces microtubules de bouger, ce qui fait que votre cellule ne peut plus se répliquer (entre autres).

Là, votre culture générale vous fait savoir que dans le cas d’un cancer, des cellules deviennent folles et se mettent à se répliquer à très grande vitesse. C’est là qu’intervient le Taxol. On en donne aux patients atteints de cancer pour empêcher aux cellules cancéreuses de se répliquer. Le souci c’est que le Taxol ne se dit pas « Tiens, faut que je trouve les cellules malades pour les empêcher de répliquer ! ». Le Taxol s’attaque à toutes les cellules. Et dans votre organisme, certaines cellules se remplacent vite, comme les cellules des cheveux et du système digestif. Avec le Taxol, elles ne peuvent plus se répliquer non plus, d’où une perte de cheveux et un système digestif en mauvais état. Cela dit ça permet de ralentir la progression du cancer. L’intérêt est là, mais de gros effets secondaires aussi, comme je viens de vous l’expliquer. Voilà pour l’histoire du Taxol.

Pour la partie chimie, c’est Mr Pourquoi qui reprend le clavier :

Le taxol est tout de même une molécule sacrément plus complexe que la conine ou ses dérivés :

Ce qui est impressionnant, c’est la partie de droite, où pas moins de 4 cycles sont fusionnés. Ce qui est impressionnant, c’est aussi le nombre de carbone asymétrique présent dans la molécule. Ah bon, j’vous avais pas encore parlé de carbone asymétrique ? Alors parfois, les atomes de carbone sont liés à quatre atomes différents, ou à quatre groupement d’atomes différents. Dans ce cas, on dit qu’ils sont asymétriques. La particularité d’un carbone de cette nature, est d’être chiral, c’est à dire qu’il n’est pas superposable avec son image dans un miroir.

Essayez autant que vous voudrez, ces deux molécules, constitués des mêmes atomes, ne sont pas identiques, pour des raisons de géométrie 3D

Sur le schéma de la molécule du taxol, « on voit », ou plutôt le chimiste habitué voit les carbones asymétriques, et leur géométrie d’un seul coup d’oeil. Pour cela, il faut repérer, au lieu des « traits » simples entre les atomes, les triangles noirs ou hachurés. Ceux-ci indiquent les liaisons « vers l’avant » (comme si elles sortaient de l’écran, vers vous), et vers l’arrière.

Bon, en tout cas, lorsque la structure du taxol a été élucidée, une trentaine d’équipe de chimistes a commencé à essayer de réaliser sa synthèse en laboratoire. C’est celle de Pierre Potier à l’Institut de Chimie des Substances Naturelles qui a proposé la première synthèse de cette molécule. Ce qui est très intéressant, c’est que cette équipe a fait tester contre des cellules cancéreuses tous les intermédiaires de synthèse (les molécules obtenues lors d’étapes intermédiaires…). Et ils ont trouvé ça :

Les différences vis-à-vis du taxol sont fines. Mais ce composé, le taxotère, est beaucoup moins toxique, et beaucoup plus efficace contre nombre de cancers, ce qui en fait un des anticancéreux les plus utilisés dans le monde. Elle n’est pas belle, la vie ? Merci l’If !

Références :

Wikipedia,bien sûr !

Guo et al. « Taxol Synthesis », 2006

 

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12 Responses to Les plantes, et leurs poisons (3) : L’If

  1. Koalamaniak says:

    Très intéressant !! Ainsi, si on n’intervenait pas, ce n’est pas le cancer lui-même qui est responsable des pertes de cheveux ? Et comment ce fait l’administration du taxol ? On ne pourrait pas  »cibler » la tumeur ? Il se répand dans tout le corp ? Je n’ai jamais entendu parler de chute de poils suite à un tel traitement …

    Merci pour ce très bon article et merci d’avance pour vos réponses !!

    • Mr Pourquoi says:

      Je réponds un peu, et @RaphCabon apportera peut être lui aussi quelques précisions…
      Et non, quand on parle « chimiothérapie », c’est-à-dire traitement médicamenteux, le médoc se répand partout, dans tout le corps. D’où des effets secondaires parfois à la limite du supportable (douleurs, perte de cheveu, d’appétit, vomissements, …). Tout l’enjeu actuel des chimistes et biologistes, c’est d’inventer des médicaments qui vont être spécifiques des cellules cancéreuses, c’est-à-dire qui ne vont agir que sur celles-là, épargnant les autres. Ça existe, mais beaucoup d’efforts de recherche sont encore nécessaires, avant de pouvoir réellement trouver le médicament miracle, qui soigne sans (trop) d’effets secondaires.

    • Raph says:

      Alors comme dit MrPourquoi, c’est le traitement qui donne tous ces effets secondaires. Cela dit, le cancer en lui-même a aussi ses propres effets. Prenons par exemple le cancer du poumon. Quand il arrive à un certain stade, des symptômes propres à lui-même se manifesteront : toux persistante, douleur dans le thorax, essoufflements, crachats de sangs, etc. La chimio va ensuite rajouter ses propres effets secondaires (comme disait MrPourquoi : douleurs, perte de cheveux, vomissements, etc.)
      Pour répondre à ta première question, si on n’intervient pas, le cancer peut se « métastaser » : c’est-à-dire qu’il va se répandre dans d’autres organes. Cela dit, même s’il n’y a pas de métastase, un cancer du poumon reste (très) létal. C’est pour ça qu’on administre des médicaments à très forts effets secondaires. Mais ne pas s’occuper du cancer revient presque à signer son arrêt de mort, c’est pour ça qu’on propose la chimio. C’est difficile à vivre, mais ça peut permettre au malade de guérir de son cancer.
      Pour ce qui est de l’administration du Taxol, elle se fait par injection. Pour d’autres médicaments de chimio, ça peut aussi se faire par voie orale (gélules/liquides/comprimés).
      Alors justement, on essaie de cibler la tumeur, mais c’est plus difficile à faire qu’à dire. Actuellement on cherche à utiliser des nanoparticules qui se fixeraient sur les cellules cancéreuses pour délivrer la molécule seulement à ces dernières et pas aux cellules saines. C’est toujours en phase de test, mais les résultats sont prometteurs. Sinon oui, comme je disais dans le billet, le problème des traitements actuels est qu’il s’attaque à toutes les cellules sans distinctions. Comme les cellules cancéreuses se répliquent beaucoup plus vite que les autres cellules, ce sont elles qui sont surtout touchées. Mais toutes les cellules du corps prennent leur dose de Taxol aussi. Pour les cellules qui se répliquent naturellement vite comme les cellules de l’intestin, les effets du Taxol se voient très vite sur elles aussi.
      J’espère avoir répondu à tes questions =)

  2. Raph says:

    J’aimerais juste rajouter une précision avant de me faire insulter de tous les côtés : j’a écrit « certaines cellules se remplacent vite, comme les cellules des cheveux  » je parle des cellules à la racine, car effectivement, la partie du cheveu que l’on voit est morte. Ces cellules là ne se divisent plus. Je préférais préciser =)

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  4. Koalamaniak says:

    ok merci pour toutes ces explications déjà, ça se clarifie ;) , et j’ai encore une-deux questions :

     »Le Taxol lui, empêche ces microtubules de bouger, ce qui fait que votre cellule ne peut plus se répliquer (entre autres) » : il y a d’autres effets ?!

    Et en fait quand on y pense, le taxol ou le taxotère pourraient presque servir à l’avortement (dans l’idée), non ? En relisant l’introduction sur la division cellulaire, ça me fait penser à ça …

    • Raph says:

      Un microtubule est constitué de polymères. C’est-à-dire d’une structure répétée de nombreuses fois. Un petit schéma pour illustrer http://www.cartage.org.lb/en/themes/sciences/zoology/animalphysiology/anatomy/animalcellstructure/Microtubules/microtubules.jpg et l’explication : l’unité de base d’un microtubule est une protéine, la tubuline. Il en existe deux sortes : la tubuline α et la tubuline β. Les deux s’assemblent (se polymérisent) en un « hétérodimère » (dimère = formés de deux éléments, hétéro = éléments différent, dans notre cas, la tubuline alpha et la beta). Ces hétérodimères vont se polymériser pour donner des protofilaments. Enfin, ces derniers vont s’assembler pour donner un microtubule.
      Le microtubule a une extrémité où de nouveaux dimères se fixent (c’est ce qu’on appelle l’extrémité +), ce qui fait qu’il s’allonge. L’autre côté du microtubule (extrémité -) est par contre instable d’un point de vue structure chimique. Il aura donc une tendance à la dépolymérisation (se défaire). Il existe d’autres protéines qui permettent de rendre un microtubule stable. Lorsque ces dernières sont là, le microtubule reste entier. Si les protéines s’enlèvent, le microtubule va commencer à se dépolymériser du côté de l’extrémité -.
      Tous ces mécanismes permettent aux microtubules de se polymériser/dépolymériser à souhait, selon les besoins de la cellule. Le taxol va agir comme les protéines qui stabilisent le microtubule. En le stabilisant, il va l’empêcher de se dépolymériser. Ce qui fait qu’un microtubule pourra très bien se former, mais plus s’enlever pour se reformer ailleurs.
      Ceci devient problématique dans tout un tas de fonctions cellulaires, en particulier la mitose (division cellulaire), mais pas que. Comme je disais dans l’article, les microtubules servent à amener l’ADN à des points spécifiques de la cellule lors de la mitose, mais les cellules ne sont pas tout le temps en train de se diviser, et utilisent quand même les microtubules. Ils servent aussi à tout ce qui est transport de tout un tas de trucs dans ta cellule (vésicules et organites en particulier). Si tu commences à perturber ce réseau, ces transports ne s’effectuent plus très bien, et cause des problèmes: la cellule qui ne peut plus transporter ses vésicules correctement se traduit par une mauvaise transmission de protéines/hormones/etc. ce qui peut causer des troubles physiques plus ou moins importants. Si tu veux en détail quelles sont les maladies liées spécifiquement au blocage des microtubules, faut que tu demandes à un médecin, c’est lui qui s’occupe de toute la partie pathologique, surtout que là tu commences à rentrer dans les détails =)

  5. Raph says:

    J’avais pas vu ta deuxième question. Dans le principe, si tu utilises taxol pour provoquer un avortement, c’est la même chose que si tu utilisais du cyanure. Ce sont des poisons cellulaires. D’autant que ce sont des molécules qui se diffusent. Même si tu implantais le taxol juste pour tuer l’embryon, il se diffuserait dans tout l’utérus et contaminerait la mère.

  6. Koalamaniak says:

    Mhhh ça commence à être compliqué … Mais je pense avoir cerné le mécanisme !! Merci pour vos réponses à tous les deux, ça va me faire un bon début de culture générale en biologie (je suis plutôt porté sur la physique dans mes études ^^) … Très bonne série d’articles, j’attend la prochaine avec hâte !! ++

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