Les cellules végétales étant des cellules eucaryotes (comme les cellules humaines), elles disposent d’un système permettant dans de nombreux cas de produire des protéines

complexes ayant des propriétés thérapeutiques équivalentes aux protéines humaines. Elles

sont en effet capables d’effectuer toutes les modifications post-traductionnelles requises

pour obtenir une molécule bioactive. Ceci est illustré par leur capacité à produire des

protéines de mammifères complexes comme des protéines sanguines et plasmatiques, des

antigènes, des facteurs de croissance, des hormones, des cytokines, des enzymes et des

anticorps (tableau 3). La production d’immunoglobulines dans les cellules végétales est un

bon exemple : ces dernières sont capables de synthétiser correctement, et d’assembler les

chaines polypeptidiques lourdes et légères constituant un anticorps (Hiatt et al., 1989 ;

Peeters et al., 2001).

Produits Protéines/antigènes ciblés Plantes Références Albumine ^{Pomme de Terre,} _Tabac ^(Sijmons_{al., 2002)} ^{et al., 1990 ; Farran et}

Aprotinine Maïs (Zhong et al., 1999)

Collagène I (CropTech Corp.) Tabac (Ruggiero et al., 2000)

Encéphaline Tabac (Goddijn and Pen, 1995)

Hémoglobine Tabac (Dieryck et al., 1997)

Protéines sanguines et plasmatiques

α1-Antitrypsine (Applied Phytologics Inc.) Riz ^(Terashima_{McDonald et al.} ^{et al.}_{, 2005)} ^{, 1999 ;}

Bet v1 (Allergene pollen de bouleau) Tabac (Krebitz et al., 2000) Toxine B Cholera Pomme de terre (Arakawa et al., 1999) Glycoprotéine B du CMV humain Tabac (Tackaberry et al., 1999) Sous unité Toxine B Cholera fusionnée à

l’insuline/HIV1gp120/rotavirus VP7 ^{Pomme de terre (Arakawa}al., 2004 ; Choi ^{et al., 1997 ; Kim} et al., 2005) ^et Peptide D2 de fibronective lié à la protéine B

de Staphylococcus aureus ^{Haricot noir (Brennan et al., 1999)}

VP1 (contre la poliomyélite) ^{Luzerne, Haricot} _noir ^(Wigdorovitz_{Santos et al., 2002)} ^{et al., 1999 ; Dus} VP2 (contre lamaladie de Gumboro) ^Arabidopsis _thaliana (Wu et al., 2004)

VP4 (Contre le rotavirus) Luzerne (Wigdorovitz et al., 2004)

Hémaglutinine Tabac (Beachy et al., 1996)

HbsAg Antigène hépatite B (AltaGen Bioscience inc)

Tabac, Pomme de Terre

(Kong et al., 2001 ; Sojikul et al., 2003)

Glycoproteine gp41 Soja (Buratti et al., 1998) Entérotoxine B d’E.coli (Arizona State

Univ, essais cliniques phase I) ^{Pomme de Terre,}Tabac ^{(Mason et al., 1998)}

Toxine B du choléra de Vibrio cholerae Pomme de Terre (Arakawa et al., 1998) Epitope de P. falciparum (Malaria) Tabac (Turpen et al., 1995) Capside virus Norwalk (Arizona State

Univ, essais cliniques phase I/II) ^{Tabac, Pomme de} Terre ^(Tacketal., 2005) ^{et al., 2000 ; Huang et}

Protéine G du virus de la rage ^{Tabac, épinard,} _tomate (McGarvey et al., 1995)

Vaccins

Granulocyte Macrophage-Colony

Stimulating Factor) GM-CSF ^{Tabac, Canne à} sucre ^(Lee2000 ; Wang ^{et al., 1997 ; James} et al., 2005) ^{et al.,}

Interféron β Tabac (Edelbaum et al., 1992)

Interféron α(BLX 883 Biolex, essais

cliniques phase I/II) ^{Tabac, Riz,} Lentilles d’eau ^{(De Zoeten}al., 1994) ^{et al., 1989 ; Zhu et}

Interféron γ Riz (Cellules) (Chen et al., 2004) Somatropine hGH ^Tabac _{(chloroplaste)} (Cramer et al., 1999) Erythropoïétine Tabac (Cellules) (Matsumoto et al., 1995) Facteur de croissance épidermique Tabac (Goddijn and Pen, 1995) Facteur de croissance endothéliale vasculaire

(VEGF)

Mousse (Physcomitrella

patens) ^{(Baur et al., 2005)} Interleukine 2 Pomme de Terre (Park and Cheong, 2002) Interleukines 2 et 4 Tabac (Magnuson et al., 1998)

Interleukine 10 Tabac (Menassa et al., 2004)

Interleukine 12 Tabac (Gutierrez-Ortega et al., 2004) Facteur de croissance analogue à l’insuline

(IGF) ^{Riz, Tabac (Panahi et al., 2004)}

Hormones, cytokines, et

facteurs de croissance

Insuline (Sembiosys Genetics Inc., essais cliniques phase I) A.thaliana, Carthame (Nykiforuk et al., 2006), http://www.sembiosys.com/Prod ucts/Diabetes.aspx

Angiotensine Tabac, Tomate (Hamamoto et al., 1993)

Protéine C Tabac (Cramer et al., 1996)

Glucocérébrosidase (Protalix, essais

cliniques phase III) ^Tabac,Tabac ^{Cellules de (Reggi et al., 2005)}

Alpha-trichosantine Tabac (Kumagai et al., 1993) Acetylcholinesterase humaine Tomate (Mor et al., 2001) Phosphatase alcaline humaine (Phytomedics

Inc.) ^Tabac

(Borisjuk et al., 1999 ; Komarnytsky et al., 2000) Lipase gastrique de chien Tabac (Gruber et al., 2001)

Enzymes

Contre l’antigène carcinoembryonique

humain ^{Tabac, Riz, Blé}

(Vaquero et al., 1999 ; Stoeger

et al., 2000 ; Vaquero et al., 2002)

Contre le virus de la rage mAb Tabac (Ko et al., 2003) Contre IgG humaine mAb Luzerne (Khoudi et al., 1999) Contre antigène de surface du Streptocoque

(CaroRxTM, Planet Biotechnology/Large Scale Biology Corp., essais cliniques phase II)

Tabac ^(Ma₂₀₀₁₎ ^{et al., 1994 ; Larrick et al.,}

Contre l’antigène de surface du cancer du

colon ^{Tabac (Verch et al., 1998)}

Contre HSV2, protéine du virus de l’Herpès

(Epicyte Pharmaceutical) ^{Riz, Soja}

(Zeitlin et al., 1998 ; Briggs et al., 2000)

Contre Zearaleone (mycotoxine) A. thaliana (Yuan et al., 2000)

Contre la créatinine kinase-MM A. thaliana, Tabac ^(Neve_{al., 1996 ; De Wilde} ^{et al., 1993 ; Bruyns} _{et al., 1996)} ^et Contre Ig de surface de tumeur (Lymphome

non Hodkinien)

(Large Scale Biology Corp., Essais Clinique phase I OK)

Tabac (McCormick et al., 1999)

Contre glycoprotéine D du virus de l’herpes Microalgue (Mayfield et al., 2003) Contre virus de l’hépatite B (PlantGenix

Inc.) ^{Tabac (Ramirez et al., 2002)}

Anticorps (mAb, Fragments,

IgG, ScFv, slgA, Dig A…)

Contre CD30 et CD20 humain (lymphome

d’Hodgkin/non Hodkin) mAb, (Biolex Inc.) ^{Lentilles d’eau (Cox et al., 2006)}

Hirudine (Sembiosys Genetics Inc.) Tabac, colza (Parmenter et al., 1995a) Avidine (Prodigene Inc.) Maïs (Hood et al., 1997)

Endostatine Tabac (Hong et al., 2005)

Facteur intrinsèque (Cobento Biotech AS,

essais cliniques phase II) ^{A.thaliana (Fedosov et al., 2003)}

Lactoferrine humaine Tabac, Riz ^(Salmonand Spik, 2000 ; Nandi ^{et al., 1998 ; Gruber} et al., 2005)

Autres

Apolipoprotéine (Sembiosys Genetics Inc.,

essais précliniques) ^Carthame

http://www.sembiosys.com/Prod ucts/Stroke.aspx

Tableau 3 : Principales Protéines recombinantes et anticorps monoclonaux produits dans les plantes transgéniques. En gras souligné : entreprises/institutions développant la production pour une utilisation

pharmaceutique (premières protéines pharmaceutiques dérivant de plantes susceptibles d’obtenir l’AMM et de



Il n’existe pas, en l’état actuel des connaissances, de pathogènes végétaux capables

d’infecter l’homme et l’animal, éliminant ainsi le risque par exemple d’infection ou de

contamination virale par les protéines produites par les plantes, à la différence des

protéines produites par les cellules de mammifères ou d’animaux transgéniques. La

sécurité biologique est donc assurée.



Le niveau actuel des biotechnologies végétales permet de cibler de façon spécifique les

tissus dans lesquels s’exprimera la protéine d’intérêt. En particulier, dans le cas du maïs,

la protéine peut être ciblée dans les grains, permettant un stockage efficace et une bonne

stabilité de la protéine d’intérêt.



Enfin, la capacité de régénération et la pérennité du végétal sont des qualités qui entrent

en compte pour la production de protéines recombinantes. La luzerne, par exemple, est un

végétal bien adapté à la production de protéines recombinantes, en raison de la facilité de

son bouturage et de l’homogénéité et de la stabilité de la descendance, le point négatif

étant une possibilité accrue de persistance dans l’environnement. Ce problème de

dissémination peut être solutionné par la culture des plantes en serre S2 mais sur des

superficies restreintes.

1.2.6.2. Les limitations du système plante et les stratégies de contournement

développées

1.2.6.2.1. La glycosylation chez les plantes

Un des inconvénients majeurs de la production de protéines recombinantes par des