Des bactéries pour détecter la cocaïne

Des chercheurs anglais de l'Institut de Biotechnologie de l'Université de Cambridge viennent de caractériser une bactérie capable d'utiliser la cocaïne comme seule source de carbone et d'azote. L'enzyme bactérienne qui initie la dégradation de la cocaïne pourrait être utilisée pour la mise au point d'un kit de détection de la cocaïne. Les travaux de l'équipe de N. Bruce viennent d'être publiés dans le numéro de mars de Applied and Environmental Microbiology.

Des travaux antérieurs réalisés au sein de ce même laboratoire ont montré que des enzymes bactériennes capables de métaboliser l'héroïne pouvaient être utilisées pour la détection de l'héroïne. La methodologie alors développée consistait à coupler les réactions catalysées par ces enzymes bactériennes à une réaction catalysée par la luciférase. Lorsqu'elle assure la catalyse enzymatique, la luciférase émet un rayonnement bioluminescent qui peut être alors détecté. Le kit développé par ce laboratoire permet de détecter 101 ng d'héroïne soit environ 250 picomoles.

Ces scientifiques ont cherché à appliquer cette technique à la détection de la cocaïne. Pour ce faire, ils ont recherché une bactérie capable de métaboliser cette drogue. Les recherches se sont orientées vers des bactéries vivant à proximité des plants de coca (Erythroxylum coca). Ils ont ainsi isolé à partir du sol des plants de coca une bactérie du genre Rhodococcus. Cette souche bactérienne à Gram négatif, nommée MB1, est capable d'assurer sa croissance à partir de la cocaïne comme seule source de carbone et d'azote.

La cocaïne estérase est l'enzyme bactérienne qui assure l'initiation de la dégradation de la cocaïne en deux produits (ecgonine methyl ester et benzoate) métabolisés par la bactérie. Les auteurs rapportent que la cocaïne estérase (probablement une sérine estérase) est une enzyme monomérique composée de 574 amino-acides.

Le gène cocE, codant pour la cocaïne estérase à été cloné et séquencé. Le gène cocE, inséré dans un vecteur d'expression, a permis la synthèse de la cocaïne estérase dans E.coli. L'enzyme a ensuite été purifiée et ses caractérisitiques enzymatiques Km et Vm ont été déterminées.

Selon les auteurs la découverte de cette cocaïne estérase soluble est particulièrement intéressante pour son utilisation dans un système de détection de la cocaïne. Le seul obstacle reste la mise en évidence d'une déshydrogénase NADP+ dépendante capable d'oxyder l'ecgonine methyl ester (produit de dégradation de la cocaïne). Le NAPH qui résulterait d'une telle réaction servirait de substrat à la luciférase qui emettrait alors une bioluminescence détectable.

Source : Applied and Environmental Microbiology, 66; 904-08