Présents dans nos cellules, nos tissus et nos médicaments, les sucres constituent l'un des piliers du vivant. Mieux les comprendre pourraient conduire à des thérapies plus ciblées et moins agressives.

Lorsqu’on parle de sucre, on pense souvent aux pâtisseries, aux sodas ou encore au diabète. Pourtant, dans les laboratoires de recherche, les sucres constituent aussi l’un des langages fondamentaux du vivant. C’est ce que le projet Brownsugar, mené entre 2021 et 2024 par Mathilde Armand, alors doctorante au sein d’une équipe spécialisée en glycosciences de l'Institut  de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (CNRS/Université de Poitiers), a cherché à comprendre.

« Les sucres sont partout dans notre organisme ! À la surface de nos cellules, dans nos tissus ou encore dans les mécanismes de communication cellulaire, les molécules de sucre jouent un rôle essentiel. Elles participent à la reconnaissance entre cellules, à la réponse immunitaire et à de nombreux processus biologiques indispensables à la vie », explique la jeune chercheuse, aujourd’hui au Laboratoire d'Innovation Moléculaire et Applications (LIMA) à l’université de Strasbourg.

Pour comprendre le fonctionnement des sucres, on peut les comparer à des briques de LEGO. Une brique élémentaire peut être du glucose ou du fructose. En les assemblant, on obtient des structures de plus en plus complexes, telles que le saccharose, l’amidon présent dans les pâtes ou encore la cellulose qui constitue la paroi des cellules végétales. Le travail des chimistes consiste alors à construire, modifier ou démonter ces assemblages de sucres pour mieux comprendre leur rôle dans le vivant. Ces recherches ouvrent la voie à des applications variées, allant de matériaux plus écologiques à des usages médicaux comme les vaccins, les traitements et le diagnostic.

Ouvrir la voie aux médicaments de demain

Dans le cadre du projet Brownsugar, la chercheuse s’est intéressée à comprendre comment certains sucres sont transformés dans notre organisme. Le défi consistait à capturer une brique chimique essentielle aux processus biologiques, mais extrêmement instable qu’elle disparaît presque aussitôt qu’elle se forme. Les chercheurs ont pourtant réussi l’exploit à l’isoler et à la caractériser en milieu superacide, une avancée décisive pour mieux comprendre son rôle dans nos processus biologique.

« Cette avancée n’aurait pas été possible sans une collaboration internationale, se félicite Mathilde Armand. Deux équipes espagnoles ont apporté leur expertise. L’une, basée à Bilbao, a permis de déterminer la structure précise de la molécule observée. L’autre, à Barcelone, a utilisé la modélisation moléculaire pour reproduire le comportement des enzymes, nous permettant de comparer nos résultats obtenus en laboratoire avec le vivant. »

Une meilleure compréhension des mécanismes biologiques pourrait ouvrir la voie à des médicaments plus ciblés. Aujourd’hui, certaines thérapies, comme la chimiothérapie, affectent à la fois les cellules malades et les cellules saines. Les chercheurs explorent de nouvelles stratégies utilisant les sucres comme des « étiquettes » reconnues uniquement par certaines cellules. L’objectif est de concevoir des traitements capables d’agir avec davantage de précision et moins d’effets secondaires. « Nous en sommes encore aux premières étapes, mais Brownsugar a démontré qu’en comprenant mieux le vivant nous seront en mesure de mieux apprendre à le soigner.», précise Mathilde Armand.

En isolant une molécule que l’on croyait presque insaisissable, le projet a posé une première pierre vers une meilleure compréhension du langage des sucres. Un langage discret, mais essentiel, qui pourrait un jour aider à concevoir les médicaments de demain.

Cet article a été écrit par Elodie Cerqueira, journaliste, dans le cadre du dispositif de médiation scientifique SAPS-CSTI de l'Agence Nationale de la Recherche.

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