activ_doc_synthese - Sciences physiques et chimiques

Espèces chimiques naturelles – espèces chimiques de synthèse
Prérequis :
- Principe actif.
Objectifs :
- Nécessité de synthétiser des molécules déjà existantes.
- Avantages de la chimie de synthèse.
- Molécule naturelle – Molécule artificielle – Molécule de synthèse d’origine naturelle.
Mais, est-ce donc toujours nécessaire de partir au bout du monde à la recherche de ces molécules ? Pas forcément.
Parfois même, la perle rare est là tout près, comme celle qu’on découvert les chercheurs de l’ICSN, sous la houlette
du Pr Potier. Où ça ? À Gif-sur-Yvette, dans le parc […] de leur propre laboratoire ! Ça fait moins rêver que
Madagascar. Mais la petite ville paisible de banlieue parisienne a quelque charme caché.
L’aventure débute aux Etats-Unis. Des chercheurs débusquent dans l’écorce de l’if Taxus brevifolia, un arbre
d’ornement, une molécule aux puissantes propriétés anticancéreuses : le taxol. S’ensuit une campagne d’envergure
de récolte de l’écorce, en vue d’extraire une quantité suffisante du fameux principe actif. Résultat : la destruction
massive des ifs américains. Mais ce n’est pas tout.
Le conifère servant d’habitat naturel à une espèce de hibou tacheté, cet oiseau se retrouve, de fait, en danger.
Les associations écologiques s’en mêlent et obtiennent l’arrêt de la récolte de la précieuse écorce. Que faire ?
D’une part, refabriquer de toutes pièces une molécule aussi complexe
est jugé trop compliqué et très couteux. D’autre part, il est
impensable que les personnes atteintes d’un cancer ne bénéficient plus
du taxol. Un vrai casse-tête… Pendant ce temps à Gif-sur-Yvette, des
Taxus baccata, une espèce voisine de l’if américain, sont abattus pour
cause de construction d’une route dans le parc de l’ICSN. C’est alors
que le Pr Potier a l’idée de regarder ces arbres d’un peu plus près.
Bingo ! Il isole dans leurs feuilles (constituant renouvelable) une
molécule proche du taxol et présente en quantité appréciable. À partir
de cette matière première naturelle, il obtient après trois étapes de
réactions chimiques, le taxol. Et là, super bingo ! Il synthétise une
nouvelle molécule, mais deux fois plus active que le taxol : le taxotère
qui, depuis, a donné naissance à un célèbre médicament contre le
cancer.
Pour les ifs d’Amérique et leur petit hibou, tout est bien qui finit bien.
Mais l’histoire pointe du doigt les dangers que la chimie
pharmaceutique fait courir sur la biodiversité. Le risque est encore
plus grand dans
les forêts tropicales, puisque certaines espèces n’existent plus
que dans ces régions reculées. Quant à resynthétiser
totalement en laboratoire des molécules naturelles, l’idée est
belle, la pratique beaucoup plus difficile. Certes, l’histoire a
montré que c’était possible. En copiant la salicine, par exemple,
un principe actif isolé dans l’écorce de saule (Salix purpurea). À
partir de cette molécule, Raffaele Piria, un chimiste napolitain,
a synthétisé l’acide salicylique, molécule aux formidables
propriétés thérapeutiques, mais trop amère et agressive pour
l’estomac. Enfin, un chimiste allemand Félix Hoffman l’a modifié
pour donner l’acide acétylsalicylique, autrement dit l’aspirine,
médicament le plus prescrit au monde.
Néanmoins, copier les molécules naturelles n’est pas évident du
tout. Certains chimistes explorent donc de nouvelles contrées
[…] : la chimie combinatoire. Le principe est tout bête : si la
nature peut fabriquer des tas de molécules actives très
compliquées, alors pourquoi pas nous ? À grand renfort d’ordinateurs puissants et de robots ultraperformants, les
partisans de cette technique conçoivent donc au hasard des milliers de molécules qu’ils testent ensuite sur des
cultures de cellules correspondant à diverses maladies. Chaque laboratoire garde ses échantillons dans une
chimiothèque, une bibliothèque de molécules chimiques. Mais, pour l’heure, la chimie combinatoire attend encore
d’écrire ses pages dans le grand livre de l’histoire du médicament.
Science et vie Junior Hors série n°60 Avril 2005
Précisions : le taxol est extrait de l'écorce d'if, Taxus brevifolia, répandu dans l'Ouest américain mais dont la
croissance est lente. Sa production est très limitée car 10 kg d'écorce fournissent seulement 1 g de
médicament, permettant trois cycles de chimiothérapie (il faudrait abattre 3 arbres pour le traitement
d’un patient pendant un an) et il faut abattre plusieurs arbres centenaires !
Questions :
1°) Citer deux avantages du taxol « fabriqué » en laboratoire.
2°) Quel est le terme scientifique correspondant à « refabriquer » ou « fabriquer » une espèce chimique ?
3°) Quel est l’avantage du taxotère sur le taxol ?
4°) Peut-on trouver le taxotère dans la nature ?
5°) Le taxol est-il toujours une espèce naturelle ?
6°) Quelle est la différence entre une substance naturelle et une substance de synthèse d’origine naturelle ? Sontelles deux espèces chimiques identiques ?
7°) Quelle est la différence entre une substance artificielle et une substance de synthèse d’origine naturelle ?
8°) Déterminer si les substances du tableau ci-dessous sont naturelles, synthétiques d’origine naturelle ou
artificielles.
Substance
Naturelle
Taxol
Taxotère
Salicine
Acide salicylique
Acide acétylsalicylique (aspirine)
9°) Expliquer ce qu’est la chimie combinatoire.
Synthétique
D’origine naturelle
Artificielle