Transformer l'inspiration tirée de la nature en connaissances biochimiques : l'équipe dirigée par Tanja Gulder, professeure de chimie à l'Université de la Sarre, développe de nouvelles approches pour la recherche sur les principes actifs. Un projet en cours vise à intégrer des halogènes dans des composés organiques de manière respectueuse de l'environnement et économe en énergie.
Joscha Meiers mène des recherches au sein du groupe de travail de la professeure Tanja Gulder grâce à une bourse postdoctorale Marie Skłodowska-Curie octroyée par l'Union européenne.
(Image : Claudia Ehrlich/UdS)
À l'université de la Sarre, un groupe de chimie organique travaille à améliorer l'efficacité des médicaments ou à développer de nouveaux principes actifs. Pour ce faire, les chercheurs dirigés par la professeure Tanja Gulder modifient la structure moléculaire des substances médicamenteuses et évaluent l'impact de ces modifications sur la bioactivité des substances.
Ces scientifiques se sont spécialisés dans l’« optimisation » de ces minuscules éléments constitutifs des substances, à l’aide de nouvelles méthodes durables, respectueuses de l’environnement et économes en ressources. Pour ce faire, Gulder et son équipe puisent leur inspiration auprès de la pharmacienne la plus expérimentée et la plus créative qui soit : la nature. En s'inspirant de son exemple et en utilisant ses astuces, mûries au fil de milliards d'années d'évolution, ils s'efforcent d'améliorer les molécules actives.
Synthèse de principes actifs en s'inspirant de la nature
« La nature peut nous aider à réaliser ce que nous ne sommes pas encore capables de faire aujourd’hui. Dans nos recherches, nous cherchons à comprendre comment elle crée des substances médicinales dans sa « pharmacie verte ». Nous voulons ainsi découvrir comment ces substances naturelles agissent exactement et ce que nous pouvons en tirer comme enseignements », explique Mme Gulder, qui participe notamment à deux centres de recherche spéciaux et à deux écoles doctorales de la Communauté allemande de recherche (DFG). « Nous nous efforçons de comprendre les méthodes de la nature et de déterminer quelles molécules elle produit, dans quel but et comment elle s’y prend. L’objectif est de transposer sa chimie dans l’éprouvette afin de développer ou d’améliorer des principes actifs », précise la chimiste. Avec son équipe, elle dote ainsi les principes actifs, de l’intérieur, de nouvelles propriétés sur mesure.
Une de ces méthodes, déjà connue, consiste à intégrer des halogènes tels que le fluor, le chlore, le brome ou l’iode dans des composés organiques. La nature nous montre l’exemple avec ces composés halogénés : certains biocatalyseurs, également appelés halogénases, agissent sur des substances naturelles dont la structure moléculaire contient au moins un atome d’halogène. Les produits « halogénés » selon ce modèle, tels que les antibiotiques ou les médicaments anticancéreux, présentent souvent des activités biologiques plus marquées et entrent plus facilement en réaction chimique avec d’autres substances ou leur environnement.
Fabriquer des substances médicamenteuses halogénées
C'est dans ce domaine que Joscha Meiers mène ses recherches. Titulaire d'un doctorat en pharmacie et en biologie chimique, il souhaite produire ces molécules « sur mesure » à l'aide de méthodes plus respectueuses de l'environnement que celles utilisées jusqu'à présent, afin d'améliorer les médicaments existants ou d'en développer de nouveaux à l'avenir. « De nombreuses étapes de synthèse dans la fabrication des médicaments reposent sur des composés organiques halogénés. Ceux-ci servent notamment de composants réactifs pour construire des principes actifs complexes », explique M. Meiers. « Environ un tiers des médicaments autorisés contiennent aujourd’hui au moins un halogène intégré dans leurs composés moléculaires ; pour les pesticides, ce chiffre est même nettement plus élevé », ajoute le pharmacien.
« Jusqu’à présent, il est toutefois difficile d’intégrer les atomes d’halogène de la manière la plus efficace possible dans des composés organiques. Seule une petite partie des réactifs utilisés est finalement incorporée dans la molécule, la majeure partie finissant à la poubelle », explique Meiers. « Les méthodes actuelles utilisées pour ces composés halogénés sont en outre très gourmandes en énergie. Elles nécessitent une pression élevée, une forte chaleur et des solvants difficilement recyclables ; ces procédés ne sont donc globalement pas très respectueux de l’environnement », ajoute le chercheur.
Objectif : une synthèse dans des conditions douces
L'équipe de Gulder est spécialisée dans les nouvelles méthodes permettant d'introduire des atomes d'halogène dans des molécules organiques de manière « douce », respectueuse de l'environnement et efficace. C’est la raison pour laquelle Meiers rejoint l’Université de la Sarre : au sein du groupe de travail de Gulder, le chercheur s’attache désormais à améliorer la synthèse de ces composés. Il développe de nouvelles méthodes biocatalytiques permettant de produire ces composés dans l’eau, à température ambiante et dans des conditions très économes en énergie.
17.09.2026
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Il bénéficie pour cela d'une bourse postdoctorale Marie Skłodowska-Curie : la Commission européenne a ainsi récompensé M. Meier en 2026 dans le cadre du programme-cadre de recherche de l'UE « Horizon Europe ». Cette bourse de recherche prestigieuse soutient les chercheurs titulaires d’un doctorat et encourage l’excellence dans la recherche.