PAT, technique pour traire des plantes médicinales

La technologie PAT a été lancée officiellement en 2005 et a favorisé la création d'une entreprise appelée « Plant Advanced Technologies » qui dirige une filière industrielle de production de principes actifs. Celle-ci a déjà signé plusieurs contrats avec de grands laboratoires pharmaceutiques et cosmétiques qui ont tant besoin des principes actifs biovégétaux des plantes.

Les raisons fondamentales de l'avènement de la technique PAT

Les chercheurs ont travaillé à l'avènement de la technique PAT en vue de mettre fin à l'exploitation longue et abusive qu'impose la récupération des principes actifs des plantes, et aussi réduire les coûts financiers qui en sont liés.

On se rend compte par exemple que pour fabriquer à peine 1 g de Taxol, un médicament efficace contre les cancers de l'ovaire, du sein et du poumon, il faut 10 kg d'écorce d'if du Pacifique. Ce qui revient à dire qu'il faut sacrifier 6 arbres centenaires pour parvenir à soigner un seul patient.

Aussi, il est connu qu'habituellement pour récupérer les métabolites secondaires présents en grande partie dans les racines des plantes, on procède par extraction en usine à partir de la matière sèche. Toutefois, cette méthode impose la destruction des végétaux, ce qui n'est pas sans conséquence sur l'équilibre écologique.

On procède aussi par la méthode de synthèse complète des métabolites secondaires en laboratoire, une démarche qui est en outre très coûteuse. C'est au regard de tout cela que deux biologistes de l'INRA, Eric Gontier et Frédéric Bourgaud ont mis en place la technique PAT à partir de laquelle les principes actifs des plantes peuvent être extraits sans avoir besoin de les détruire.

Fonctionnement de la technologie PAT

La technique commence par la culture de la plante en hydrophile, c'est-à-dire dans un milieu liquide, par l'adoption de la méthode employée le plus souvent pour faire pousser les concombres et les tomates.

Les extrémités des racines de la plante trempent alors dans l'eau et ainsi irriguées régulièrement par une solution nutritive faite d'eau et d'éléments minéraux. On parvient ainsi à stimuler la production des métabolites secondaires en simulant l'attaque d'un parasite. Pour cela, les chercheurs introduisent dans la solution nutritive des champignons pathogènes ou des extraits d'insectes. On les appelle des éliciteurs. Ceux-ci se fixent sur un récepteur situé sur la membrane externe des cellules végétales et déclenchent plusieurs réactions qui activent les gènes de défense de la plante.

De l'acide jasmonique et de l'acide salicylique sont alors produites et diffusées dans toute la plante comme des hormones. Ces acides réalisent la synthèse de métabolites secondaires à partir des cellules racinaires. Le rendement du végétal pour ces substances se voit multiplier par 6 sous l'influence des éliciteurs. Il s'en suit un stockage des métabolites secondaires fabriqués dans tous les tissus de la racine, notamment sur l'épiderme.

La plante a ainsi droit à des couches cellulaires superficielles qui s'érigent en barrière chimique contre les attaques des champignons et des insectes. Pour que la libération des molécules soit facilitée, les scientifiques font un traitement spécifique aux racines de sorte à les rendre perméables.

Des tensioactifs sont ajoutés dans la solution nutritive pour la récupération de 20 % à 80 % des métabolites secondaires contenus dans les racines. On en arrive à l'étape de la traite au cours de laquelle on charge en agents chimiques la solution nutritive. Celle-ci est ensuite remplacée par de l'eau claire afin d'extraire au mieux les métabolites.

Après l'extraction, la plante continue tranquillement sa croissance et peut subir une autre traite un mois après. Les concepteurs de la technologie PAT affirment que le procédé concerne plus les plantes dont les molécules complexes ne peuvent être synthétisées.

Avantages du PAT

La technologie peut être appliquée sur les plantes protégées et menacées contenant des métabolites naturels de grande valeur. L'intérêt premier est que ces végétaux ne sont pas détruits et sont capables de produire plusieurs fois leurs substances actives.

La technique PAT permet de réaliser une production écologique des métabolites secondaires dans le strict respect de la biodiversité. On note aussi qu'en une opération de traite réalisée en quelques semaines, la production est plus élevée qu'en culture traditionnelle sur toute une année.

La technique est aussi intéressante car on obtient une meilleure pureté qu'avec l'extraction de la biomasse. En comparaison avec les cultures in-vitro, on se rend compte que l'échelle de production est simple et rapide. La méthode PAT permet en outre de résoudre les problèmes d'approvisionnement découlant des conditions géopolitiques et climatiques.