Microalgues et biomolécules actives : mise en place d’un bioprocédé innovant pour la production de suppléments de santé humaine

Le potentiel pharmaceutique des extraits de produits naturels, dû à leur diversité de structures chimiques, est de plus en plus exploré. Un exemple de substance naturelle d’intérêt médical majeur, notamment en oncologie, est le paclitaxel, extrait de l’écorce de l’arbuste Taxus. Similairement, d’autres végétaux possèdent des substances actives qui peuvent être utilisées par exemple dans le traitement et l’amélioration des fonctions cognitives. Ce projet vise le développement d’une plateforme technologique pour évaluer le potentiel des bioréacteurs à base de microalgues pour la production assistée de molécules (ou de groupes de molécules) d’intérêt médical. L’emphase est mise sur l’investigation des processus d’activation métaboliques ainsi que les interactions ou la libération de substances actives dans le milieu de culture. L’approche privilégiée implique l’utilisation de microalgues à risque nul ou très faible pour la santé humaine, comme la chlorelle et des espèces d’origine marine utilisées en aquaculture. La composition du milieu de culture sera modifiée par l’ajout de composés ou d’extraits végétaux connus pour renfermer des principes actifs d’intérêt médical, spécifiquement ciblés pour leurs effets sur les fonctions cognitives. De plus, des conditions de culture variées seront appliquées afin de stimuler différentes voies métaboliques qui pourraient alors produire, ou sinon impacter ou interagir avec les composés actifs ajoutés en culture. Chez les microalgues, il est connu que l’application de conditions de stress (ex. : carences en nutriments, variation du pH ou de la température) induise la production de métabolites secondaires comme mécanisme de défense ou d’adaptation. Notre hypothèse est que certaines de ces voies métaboliques permettront de produire ou sinon de modifier des molécules actives d’intérêt médical mises en culture et nous en caractériserons le résultat. Dans le cas où ces molécules ne soient pas impactées par les microalgues, nous posons l’hypothèse que celles-ci permettent à tout le moins de consommer d’autres composés présents dans les extraits bruts contenant la molécule d’intérêt médical, afin de contribuer à sa purification et ainsi réduire les coûts de production. Le dosage et la détermination de l’activité de différentes fractions (ex. : solution du milieu de culture, extraits de la biomasse des microalgues) seront effectués afin de retracer la principale fraction d’intérêt et d’évaluer si des gains de production et d’activité ont été obtenus par notre approche. Ces essais seront réalisés en flacons agités au départ, puis les conditions les plus prometteuses seront appliquées en bioréacteurs à l’échelle laboratoire (5 L) dès la deuxième année du projet. Des essais de mise à l’échelle seront effectués au cours de la troisième année du projet dans des bioréacteurs de plus grand volume. Éventuellement, la poursuite de ce projet pourra être envisagée afin de caractériser plus précisément les mélanges ou les structures moléculaires qui sont à l’origine des activités recherchées.