Acide fumarique

L'acide fumarique, ou acide trans-buténédioïque, est l'un des nombreux acides organiques. L'acide fumarique est un acide faible qui se présente sous la forme d'une poudre cristalline et qui est légèrement soluble dans l'éther éthylique et l'acétone. C'est l'un des neuf acides carboxyliques qui participent au cycle de l'acide tricarboxylique (cycle TCA), un processus métabolique qui produit de l'énergie. Dans le cycle TCA, l'enzyme fumarase transforme l'acide fumarique en acide malique (ou acide maléique).

L'acide fumarique est utilisé comme additif et acidulant alimentaire, agissant comme un puissant agent aromatique pour les desserts à base de gélatine, les poudres à cuire et les jus de fruits. Cet acide organique a également des applications industrielles : il est présent dans les additifs de revêtement, les détachants, les additifs de peinture, les encres d'imprimerie, les huiles siccatives et les lentilles de contact.

La chimie industrielle derrière la production d'acide fumarique

L'acide fumarique est généralement produit à partir de l'acide maléique et de l'anhydride maléique par ^{isomérisation1}. Toutefois, ce processus génère des émissions de carbone considérables. C'est pourquoi les scientifiques ont cherché des méthodes plus durables pour produire de l'acide fumarique. Les chercheurs ont proposé la fermentation comme approche ^alternative2. Il existe de nombreux microbes producteurs d'acide fumarique, notamment des espèces de Rhizopus , qui peuvent fournir des titres d'acide fumarique similaires à ceux des lignes ^de production conventionnelles3.

Acide fumarique et sécurité chimique

Malgré ses bienfaits pour la santé et ses applications industrielles, l'acide fumarique est un produit chimique dangereux. La Commission européenne et le National Institute of Standards and Technology notent que ce composé peut provoquer une grave irritation des yeux. En cas d'exposition, une personne doit retirer ses lentilles de contact avant de se laver afin d'éviter une grave irritation des yeux.

Esters de l'acide fumarique et développement de médicaments

L'acide fumarique est couramment utilisé dans les produits cosmétiques. Les dérivés de l'acide fumarique, tels que les esters d'acide fumarique (EAF), sont de petites molécules capables de moduler le système immunitaire et d'exercer des effets ^{antioxydants4}. De nombreux essais cliniques réalisés au cours des dernières décennies ont démontré l'efficacité des EAF dans le traitement du psoriasis en réduisant les réponses ^{pro-inflammatoires5}. Ces données ont abouti en 2015 à une revue systématique qui a déterminé que les EAF soulagent le psoriasis après 12 à 16 semaines de ^traitement6.

Les EAF peuvent également réduire le risque de sclérose en plaques récurrente-rémittente. Les données de l'essai clinique de phase 3 sur le fumarate de diméthyle, un EAF administré par voie orale, montrent que les EAF peuvent réduire les taux de ^rechute7. Bien que les scientifiques ne comprennent pas entièrement son mécanisme d'action, ils savent que les EAF agissent comme un promédicament du monométhylfumarate, le composé actif qui agit comme un ^agoniste des récepteurs8.

L'acide fumarique est également utilisé comme ingrédient dans Ensitrelvir, une formulation destinée à traiter les infections légères à modérées à COVID-19 et les infections asymptomatiques à SARS-CoV-29^,10. L'acide fumarique Ensitrelvir a donné des résultats cliniques favorables et a une longue demi-vie. Notamment, les patients atteints de COVID-19 et traités à l'acide fumarique Ensitrelvir ont été testés négatifs pour le SRAS-CoV-2 plus rapidement que les patients ayant reçu un placebo.

L'acide fumarique dans la recherche

En juillet 2023, il y a 241 citations pour "acide fumarique" dans des publications de recherche (*à l'exclusion des livres et des documents) sur PubMed. Étant donné que de nombreuses publications explorent l'utilisation de l'acide fumarique dans le traitement du psoriasis, tout programme de recherche fondamentale ou préclinique axé sur la santé et les maladies de la peau peut bénéficier d'analyses métabolomiques pour caractériser le mécanisme d'action et informer les stratégies de dosage pour les traitements existants et nouveaux à base d'acide fumarique. L'acide fumarique étant également un traitement couramment utilisé dans la sclérose en plaques, les études cherchant à comprendre les mécanismes moléculaires de la maladie et la réponse des patients au traitement peuvent envisager de quantifier l'acide fumarique et les métabolites associés.

Références

1. Felthouse TR, Burnett JC, Horrell B, Mummey MJ, Kuo YJ. Anhydride maléique, acide maléique et acide fumarique. In : Encyclopédie Kirk-Othmer de technologie chimique. John Wiley & Sons, Ltd ; 2001. doi:10.1002/0471238961.1301120506051220.a01.pub2
2. Roa Engel CA, Straathof AJJ, Zijlmans TW, van Gulik WM, van der Wielen LAM. Production d'acide fumarique par fermentation. Appl Microbiol Biotechnol. 2008;78(3):379-389. doi:10.1007/s00253-007-1341-x
3. Roa Engel CA, van Gulik WM, Marang L, van der Wielen LAM, Straathof AJJ. Développement d'une stratégie de fermentation à faible pH pour la production d'acide fumarique par Rhizopus oryzae. Enzyme and Microbial Technology. 2011;48(1):39-47. doi:10.1016/j.enzmictec.2010.09.001
4. Gold R, Linker RA, Stangel M. Fumaric acid and its esters : an emerging treatment for multiple sclerosis with antioxidative mechanism of action. Clin Immunol. 2012;142(1):44-48. doi:10.1016/j.clim.2011.02.017
5. Mrowietz U, Asadullah K. Dimethylfumarate for psoriasis : more than a dietary curiosity. Tendances en médecine moléculaire. 2005;11(1):43-48.
6. Balak DM. Fumaric acid esters in the management of psoriasis. Psoriasis (Auckl). 2015;5:9-23. doi:10.2147/PTT.S51490
7. Gold R, Kappos L, Arnold DL, et al. Placebo-Controlled Phase 3 Study of Oral BG-12 for Relapsing Multiple Sclerosis (Étude de phase 3 contrôlée par placebo de la BG-12 orale pour la sclérose en plaques récurrente). New England Journal of Medicine. 2012;367(12):1098-1107. doi:10.1056/NEJMoa1114287
8. Mrowietz U, Morrison PJ, Suhrkamp I, Kumanova M, Clement B. La pharmacocinétique des esters de l'acide fumarique révèle leurs effets in vivo. Trends in Pharmacological Sciences. 2018;39(1):1-12. doi:10.1016/j.tips.2017.11.002
9. Mukae H, Yotsuyanagi H, Ohmagari N, et al. A Randomized Phase 2/3 Study of Ensitrelvir, a Novel Oral SARS-CoV-2 3C-Like Protease Inhibitor, in Japanese Patients with Mild-to-Moderate COVID-19 or Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection : Results of the Phase 2a Part. Antimicrob Agents Chemother. 2022;66(10):e0069722. doi:10.1128/aac.00697-22
10. Shimizu R, Sonoyama T, Fukuhara T, Kuwata A, Matsuo Y, Kubota R. Safety, Tolerability, and Pharmacokinetics of the Novel Antiviral Agent Ensitrelvir Fumaric Acid, a SARS-CoV-2 3CL Protease Inhibitor, in Healthy Adults. Antimicrob Agents Chemother. 66(10):e00632-22. doi:10.1128/aac.00632-22