Les unicellulaires au secours de l'homme

Des colosses de fer et de pierre s'élèvent vers le ciel. Des réseaux inextricables de plusieurs kilomètres de canalisations relient chaudières, pompes et catalyseurs. Les usines chimiques modernes ressemblent à d'énormes organismes d'acier.

La nature possède, elle aussi, des "usines chimiques" d'une complexité comparable, mais de taille minuscule. Ces mini-bioréacteurs s'appellent les protistes. Ils mesurent à peine quelques millièmes de millimètres.

Les protistes sont des créatures primitives, les ancêtres archaïques des plantes et des animaux. Composés généralement d'une seule cellule, ils surprennent pourtant par un métabolisme qui n'a rien à envier à celui des humains.

De puissants microscopes permettent de découvrir ces protozoaires bizarres dans leurs détails les plus fascinants.

Il existerait sur Terre plus de 65 000 espèces de protistes.

Dr. Kiy, Biologiste, Celanese Ventures, Höchst : Les protistes sont présents partout sur la Terre. On en trouve dans le sable du désert, dans les glaces polaires, dans le calice des fleurs exotiques. On peut isoler des protistes dans pratiquement n'importe quel lieu de la planète. Cela implique également que les protistes présentent une incroyable diversité en matière de métabolisme ; c'est précisément là que réside leur avantage. Leur potentiel biotechnologique n'a pratiquement pas été exploré à ce jour, mais la probabilité de découvrir une nouvelle substance active est vraiment très élevée.

Pour l'équipe de chercheurs dirigée par le Dr. Kiy, de la société francfortoise Celanese Ventures, les protistes constituent une véritable mine de trésors biotechnologiques encore inexplorés. Ces minuscules créatures sont beaucoup plus évoluées que les bactéries, les levures ou les champignons, qui monopolisaient jusqu'ici l'attention des biotechnologies. Dans un volume extrêmement réduit, ces protozoaires parviennent à produire une large variété d'acides gras insaturés, de colorants complexes et de glucides. Les protistes semblent donc particulièrement prometteurs comme fournisseurs de nouveaux agents pharmaceutiques ou d'additifs nutritionnels.

Le Dr. Kiy et son équipe étudient actuellement une classe de protistes bien particulière, la classe des ciliés.
Ce cilié, par exemple, produit un acide gras polyinsaturé appelé "Oméga 6". Le Oméga 6 est par exemple utilisé aujourd'hui pour le traitement de certaines maladies de la peau.Les ciliés produisent ces précieux acides gras à l'intérieur de leur organisme, sous la forme d'inclusions qui ressemblent à des bulles. Or les acides gras polyinsaturés intéressent énormément l'industrie, car ils ont notamment un effet préventif démontré contre les maladies circulatoires. Chez les nourrissons, ils sont indispensables au développement du cerveau et de l'appareil oculaire, et l'on espère également les utiliser pour soigner certaines migraines et certains types de cancer.

Ce cilié, lui, produit du "Oméga 3". Jusqu'ici, on produisait ces acides gras principalement à partir de poissons d'eau froide. Pour le Dr. Kiy, raccourcir cette chaîne présente de nombreux avantages.

Dr.Kiy : La fabrication d'acides gras polyinsaturés par fermentation, c'est-à-dire par culture massive de microorganismes, présente toute une série d'avantages. Aujourd'hui, par exemple, la fabrication d'acides gras oméga 3 à partir d'huiles de poisson se heurte à de nombreux problèmes. Je pense notamment à la concentration en métaux lourds. Mais on a aussi retrouvé des pesticides dans des préparations commerciales fabriquées à partir d'huiles de poisson. Enfin, se pose également un autre problème, celui de la surpêche.

Avant d'étudier et d'exploiter les capacités des protistes, encore faut-il parvenir à cultiver ces minuscules organismes qui mesurent moins de 100 microns.Pour cela, les protistes livrés dans des échantillons d'eau ou de sol sont cultivés dans des solutions nutritives.Les protistes sont des microorganismes exigeants : Le bouillon de culture dans lequel ils baignent contient du sucre, de l'azote, des oligoéléments, des sels minéraux et des vitamines.

Dans des conditions de température optimales, les protistes sont mélangés dans une chambre d'agitation et alimentés en oxygène, pour se multiplier. Les lignées les plus appropriées se reproduisent rapidement et atteignent en quelques jours une densité de plusieurs millions d'organismes par millilitre de milieu de culture.

Une fois que sont déterminées les souches qui se prêtent à une multiplication optimale, l'objectif est de développer dans de petits fermenteurs des procédés qui permettront de cultiver efficacement les protozoaires en grande quantité. En espérant naturellement qu'ils fabriqueront la plus grande quantité possible du produit désiré.

Lorsque les chercheurs disposent d'une masse suffisante de protistes, ils analysent la composition des cultures avec un chromatographe en phase gazeuse, et déterminent par exemple leur teneur en acides gras ou leur activité enzymatique.

Si les chances de succès sont suffisantes, on place ensuite la culture de protistes dans une installation pilote. L'essai se poursuit alors à plus grande échelle et inclue désormais des considérations de rentabilité.

Pour les biotechnologies, les protistes représentent une chance énorme de découvrir de nouveaux principes pharmaceutiques, des catalysateurs ou des enzymes. Ainsi, on connaît déjà des protistes capables de produire certaines hormones également présentes chez l'homme.

D'autres protozoaires produisent des substances qui pourraient bien servir d'inhibiteurs de tumeurs. Et certains chercheurs envisagent par ailleurs d'employer ces microorganismes pour fabriquer des protéines humaines.

Le trésor des protistes est maintenant à portée de la main.