Activités scientifiques :

Complex carbohydrates, which are found in glycolipids and glycoproteins, play a major role in many biological and pathophysiological processes. Due to their high and universal biological importance, complex carbohydrates have numerous potential therapeutic applications in fields as diverse as neurodegeneration, anti-cancer vaccines, anti-infectives, glycotargeting, diagnosis, cosmetology and functional food. However, the difficulty in obtaining reasonable quantities of complex carbohydrate structures either by purification from natural sources or by enzymatic or chemical synthesis has long contributed to hamper the development of glycobiology and its medical applications.

Over the past 15 years we have developed at Cermav a unique patented technology that make possible the large scale production of complex oligosaccharides by a simple fermentation process. This "living factory" approach is based on the use of whole cells that express the appropriate recombinant glycosyltransferase genes while providing the necessary sugar nucleotide precursors. Sugar transporters, such as the galactose or the lactose permease, can be used to efficiently internalise various galactosides which can serve as primary acceptors for recombinant glycosyltransferases present in the bacterial cytoplasm.

By coexpressing several glycosyltransferase genes in strains metabolically engineered to produce the necessary sugar nucleotides, a wide range of bioactive structures has been produced by this method, including most of the ABH and Lewis histo-blood group antigens and the carbohydrate portion of several glycosphingolipids such as the ganglioside GM1 and the Globo-H antigen. All these molecules can be produced with a 1-10 g.l-1 yield by cultivating the bacteria at high cell density on inexpensive substrates.

Spécialiste des oligosaccharides complexes, Eric Samain connaît bien ces sucres qui jouent un rôle important dans de très nombreux mécanismes biologiques de reconnaissance et d'adhésion cellulaire. Depuis dix ans, cet ingénieur, biochimiste de formation, cherche le moyen de produire ces molécules si difficiles à synthétiser chimiquement et qui font l'objet de recherches importantes au Centre de recherches sur les macromolécules végétales (Cermav).

Une persévérance récompensée puisqu'il a mis au point une méthode inédite et très efficace qui consiste à faire produire ces précieux oligosaccharides par des bactéries. Comment ? En introduisant, dans le matériel génétique de la bactérie, les gènes des différents enzymes nécessaires à la synthèse d'un oligosaccharide donné. S'il a pu créer cette "mini-usine de production", c'est grâce à ses compétences en culture et en manipulation génétique des bactéries, ainsi qu'à sa connaissance des oligosaccharides bien sûr. "Mais je n'aurais probablement pas imaginé un tel dispositif si je n'avais pas été immergé dans un environnement de chimistes comme celui du Cermav. C'est de l'association de ma culture et de la leur qu'est née cette idée".

Un travail interdisciplinaire auquel il a contribué dès son recrutement en 1990. "A l'époque, le Cermav, spécialisé dans la chimie et la physico-chimie des polysaccharides, a eu la volonté de développer une approche biologique. C'est pourquoi, après avoir travaillé pendant huit ans comme ingénieur de recherche à l'Inra de Lille, j'ai été recruté par le Cermav afin d'y créer le service de microbiologie". Dès lors, il enchaînera le développement de méthodes diverses en soutien aux sujets de recherche du laboratoire comme la modification des sucres par bioconversion ou encore la préparation d'enzymes pour la synthèse d'oligosaccharides, jusqu'à la mise au point, en 1994, de sa méthode de production d?oligosaccharides par des bactéries génétiquement recombinées.

D'ores et déjà brevetée, cette méthode est particulièrement prometteuse. Il y consacre aujourd'hui l'essentiel de son temps, entouré d'une équipe de quatre personnes dont il est l'animateur. Le Cristal est pour lui un encouragement de plus. Ses projets ? "Développer les applications les plus intéressantes des oligosaccharides que nous produisons en participant, par exemple, au programme de recherche d'un de nos partenaires sur les effets bénéfiques des oligosaccharides du lait maternel sur la santé".