Sunday, August 25th 2019                           

EBSI TEAM

Elucidation of Biosynthesis by isotopic spectrometry

 

Environnement

 

Interprétation des fractionnements isotopiques de processus environnementaux :
  • fractionnement 13 C en lien avec l'origine du CO2 atmosphérique et marin,
  • suivi du devenir des xénobiotiques dans l'environnement,
  • traçabilité par filiation isotopique de molécules actives (médicaments), de produits à risque (explosifs, polluants), de produits agroalimentaires (arômes, jus de fruits, huiles).

 

Dans le cadre de l'ANR ISOTO-POL (01/2012-12/2015) et en collaboration avec le Pr. Patrick Höhener (Aix-Marseille) nous élaborons de nouveaux modèles théoriques qui permettront un meilleur suivi de l'évolution des polluants et de leur devenir en milieu naturel. Les publications sont en cours de parution et de soumission. (Financement d'une thèse: Maxime JULIEN).

Le suivi des contaminants dans les sols et les milieux aquifères est un sujet d'importance au sein duquel l'intérêt des mesures isotopiques a déjà été largement démontré. Dans ce contexte la mesure position-spécifique par RMN permet un affinement des modèles utilisés jusqu'à présent à partir des données obtenues en irm-MS. Nous avons appliqué ces mesures à l'étude du méthyle tert -butyle éther (MTBE), un additif des carburants, en simulant les transformations physico-chimiques susceptibles d'opérer en milieu naturel au cours d'une remédiation : passage liquide/vapeur (évaporation), sorption sur différentes phases stationnaires, oxydation. De plus, ils apportent des informations inédites sur le comportement des différents isotopomères 13 C lors de ces processus montrant des différences notables sur certaines positions notamment : (i) validation de l'utilisation du modèle théorique de Craig-Gordon durant le passage liquide/vapeur et à la diffusion, (ii) fournir un outil performant pour les enquêtes forensiques sur l'origine d'une pollution et (iii) confirmer le mécanisme moléculaire de la remédiation du MTBE par hydrolyse et oxydation

 

Dans le cadre d'un projet financé par l'Agence Nationale de Sécurité du Médicament et des Produits de Santé, (01/01/2015-31/12/2016) en collaboration avec le Pr. Christine Herrenknecht (Laboratoire MMS EA2160, Nantes) nous essayons de démontrer qu'à chaque principe actif médicamenteux correspond une empreinte isotopique caractéristique de l'origine de cette molécule.

Dans un premier temps, différents principes actifs isolés de médicaments vendus dans le commerce sont analysés par RMN 13C quantitative. Ces analyses doivent démontrer que chaque molécule présente une signature isotopique différente, propre au fabricant, à la voie de synthèse, aux produits de départs et leur origine…. Cette observation pourrait offrir aux industriels pharmaceutiques et aux autorités de contrôle un nouvel outil essentiel dans le suivi et la traçabilité des produits de santé. En effet, l'analyse se fait ici sur la molécule active directement, et non pas sur le profil d'impureté comme c'est le cas aujourd'hui dans les contrôles en routine.

En parallèle de cette étude des principes actifs commerciaux, nous étudions les voies de synthèses utilisées dans la préparation de ces composés, pour associer les différences d'abondance isotopique sur certaines positions aux réactions chimiques utilisées. Le profil isotopique des produits de départ, ainsi que des principaux intermédiaires est ainsi mesuré pour comprendre de manière plus précise les mécanismes régissant le fractionnement isotopique opérant aux étapes clés des synthèses envisagées. Chaque molécule cible est ainsi synthétisée par différentes voies, à partir de produits de différentes origines. Ceci permettra d'associer une empreinte isotopique observée à une voie de synthèse, et donc de détecter d'éventuelles infractions aux brevets.

Le financement de ce projet a notamment permis le recrutement d'un post-doctorant, Rémi Vanel, ainsi que plusieurs stagiaires de master.