Erwan Poupon : explorer et enseigner la chimie évolutive des substances naturelles

Erwan Poupon est passionné par les sciences de la nature et la chimie, ce qui le conduit, en 1989, à effectuer des études de pharmacie à l'Université de Rennes. Il opte pour la filière industrie et réalise son stage de fin d'études au sein de Rhône-Poulenc (aujourd'hui Sanofi), où il découvre la recherche en milieu industriel, une expérience qui le captive. Cela le convainc de poursuivre sa formation en chimie en intégrant, en 1996, un DEA (aujourd’hui master 2) à l'Université Paris Descartes (aujourd'hui Université Paris Cité).
 

Spécialisation en chimie des substances naturelles

Erwan Poupon poursuit dans cette même université pour réaliser une thèse, qu’il soutient en 2000. À cette occasion, il se spécialise en chimie des substances naturelles et étudie des molécules issues de la biodiversité. Il explore ainsi les mécanismes chimiques qui sous-tendent la biosynthèse de substances naturelles chez les plantes et les insectes. Ces dernières sont essentielles à l’adaptation environnementale de ces êtres vivants car elles servent par exemple de moyens de communication ou de mécanismes de défense.

Cette compréhension lui permet de réaliser des synthèses organiques efficaces de ces molécules naturelles. « Ma passion réside dans la quête de comprendre, d'un point de vue chimique, biologique et évolutif, comment ces molécules si particulières ont émergé sur Terre et sont biosynthétisées. Ce sont souvent des molécules d'une complexité structurale fascinante. » Le chercheur s’intéresse par exemple à des insectes dotés par l’évolution d'un système de propulsion lorsqu’ils chutent sur la surface de l'eau. Ils émettent alors la sténusine, une molécule tensioactive naturelle, qui possède également des propriétés antibactériennes et antifongiques. Erwan Poupon se penche aussi sur des molécules végétales qui inhibent certaines enzymes - telles que des azasucres inhibiteurs de glycosidases - et qui ont un potentiel en tant que traitements du diabète ou agents antiviraux.
 

S’inscrire dans la longue tradition de l’approche biomimétique 

Après sa thèse, Erwan Poupon s’envole pour l'Université de Californie à San Diego, où il effectue un stage postdoctoral pour approfondir ses compétences en chimie pure, notamment la chimie radicalaire, un domaine nouveau pour lui. En 2001, il rejoint la faculté de pharmacie de l'Université Paris-Sud (aujourd’hui Université Paris-Saclay) en tant que maître de conférences. En 2007, il est nommé professeur des universités. Parmi ses premiers projets, il se consacre à l'étude de la réactivité et des mécanismes d'action de molécules neurotoxiques issues de la famille de plantes Annonaceae. 

Parallèlement, il commence à développer ses propres recherches sur les voies de biosynthèse, notamment au sein d'une famille particulière d'alcaloïdes issus des plantes du genre Nitraria. Une de ses spécificités réside dans l’approche biomimétique, qui consiste à imiter les processus biochimiques naturels en laboratoire à partir de petites briques moléculaires élémentaires semblables à celles que la biochimie fournit aux êtres vivants. « Avec mon équipe, nous avons été parmi les pionniers de la méthode qui utilise de petites molécules très réactives, composées de quelques atomes de carbone seulement, pour observer leur autoassemblage en structures complexes. »

Depuis 2002, ils appliquent cette approche à une dizaine de familles de composés bioactifs différentes. Ces travaux et avancées techniques ont, par exemple, donné la possibilité à l’enseignant-chercheur de prendre conscience de l'importante variabilité de l’activité des enzymes, qui, loin d'être des catalyseurs spécifiques à un seul produit, peuvent, dans le monde des substances naturelles, générer une diversité considérable de molécules à partir d'un même substrat. « Cette prise de conscience du manque de spécificité des enzymes ouvre une nouvelle voie pour explorer la diversité et la complexité des substances naturelles, un domaine sur lequel je compte me pencher avec des collègues dans les années à venir. »

La direction d’équipe au cœur de BioCIS

Depuis 2020, Erwan Poupon co-dirige, avec Delphine Joseph, l’équipe Chimie des substances naturelles au sein du laboratoire BioCIS. Cette équipe représente l’une des plus grandes équipes en chimie des substances naturelles dans le milieu de la recherche française et européenne, regroupant environ 40 collaborateurs et collaboratrices. Leur recherche se concentre, entre autres, sur la découverte de nouveaux principes actifs d’origine naturelle provenant de sources biologiques diverses : les plantes, les invertébrés marins, les champignons et plus récemment, les micro-organismes tels que les bactéries.

Cependant, les progrès réalisés dans les sciences « omiques » au cours des vingt dernières années ont révolutionné les pratiques et bouleversé les approches traditionnelles. Elles intègrent les travaux en matière d’ADN (génomique), d’ADN environnemental (métagénomique), sa transcription en ARN messager (transcriptomique), sa traduction en protéines (protéomique) et l’étude des molécules des voies biochimiques (métabolomique). « Ces approches élargissent considérablement nos perspectives de recherche et de collaborations. Par ailleurs, le recrutement de collègues spécialisés, parfois pionniers dans leur domaine, dans l’exploitation des données issues de ces nouvelles technologies a été essentiel ces dernières années. » L'intégration progressive de ces nouveaux outils passe aussi par l'acquisition de nouveaux équipements de haute technologie, tels que des appareils pour la chromatographie haute performance couplée à la spectrométrie de masse.
 

Une passion pour l’enseignement

Erwan Poupon poursuit avec enthousiasme sa carrière d'enseignant depuis 2002, animé par la transmission du savoir. Il enseigne les médicaments d'origine naturelle et l'écologie chimique dans le cursus de pharmacie à l'Université Paris-Saclay. « Ces matières sont humanistes de par leurs liens avec la santé, la biodiversité et l’histoire. Elles sont particulièrement appréciées des étudiantes et étudiants. » Pour rendre son enseignement encore plus attractif, il intègre continuellement les nouvelles avancées du domaine, afin de moderniser et d’enrichir le contenu proposé.

La reconnaissance de la communauté scientifique

Depuis 2018, Erwan Poupon est membre de l’Académie nationale de pharmacie, où il s'investit activement pour promouvoir sa discipline. « Étant la plus ancienne branche de la pharmacie, je m'attache à démontrer qu’elle sait se moderniser en maintenant une communication constante sur ses évolutions. » Il participe notamment activement à des groupes de travail et à la rédaction d'un dictionnaire en ligne accessible à tous et toutes.

En 2023, le chercheur reçoit le prix Minafin 2023 de l’Académie des sciences, qui récompense les approches originales pour une chimie durable. Cette étape marque une nouvelle reconnaissance de l’excellence de ses travaux tout au long de sa carrière. « Recevoir ce prix a été une immense surprise et un grand honneur pour moi, mais il honore avant tout un effort collectif. C'est véritablement un prix qui récompense toute l'équipe. »