Notice
Les protéines antigel et leurs gènes : depuis la recherche fondamentale jusqu'au développement commercial
Antifreeze proteins and their genes : from basic research to business opportunity
Fletcher G.L., Goddard S.V., Wu Y.
Chemtech, 1999, Vol. 30, p. 17-28 - Texte en Anglais
Analyse
Cet article fait le point à la fois sur les dernières découvertes dans le domaine des peptides et protéines anti-gel de poisson, et sur le marché de ces produits. Particulièrement, l’article souligne les problèmes liés aux vecteurs de production en fonction des besoins, et notamment l’inadéquation de l’extraction de peptides antigel à partir de poissons pour certaines applications, par exemple en tant qu’additif alimentaire.
Quatre classes majeures de protéines anti-gel (AFP) ont été décrites précisément à ce jour à partir de poisson. La présence et la concentration des protéines antigel dans le plasma des poissons reflète directement les conditions hivernales que vit le poisson. Ainsi lorsqu’on injecte 5 mg/mL d’AFP de type I à une truite arc-en-ciel, sa résistance au froid est augmentée. Ce résultat suggère que la production de saumon transgéniques contenant des AFP dans leur plasma permettrait d’obtenir des poissons plus résistants au froid.
Les mécanismes physicochimiques de la protection obtenue avec les AFP contre le froid sont bien connus. Les AFP agissent en s’adsorbant de façon spécifique à la surface des cristaux de glace lorsqu’ils se forment, réduisant ainsi leur formation. En relation avec leur structure tertiaire, les AFP sont 500 fois plus efficaces contre le gel que n’importe quel autre soluté connu.
L’article se focalise sur quatre secteurs d’applications potentielles pour les AFP:
Protection contre le froid des cellules de mammifère, des tissus, des organes, des végétaux ; les AFP permettent une meilleure préservation des cellules utilisées en culture cellulaire mais aussi des liposomes, et, par extension, des organes entiers.
De nombreux auteurs ont démontré que l’introduction de gènes codant pour les AFP chez différents organismes permettait d’obtenir une meilleure résistance au froid. Cependant, il semble peu probable que dans le contexte actuel l’introduction de gènes de poisson dans des plantes soit économiquement et éthiquement viable. La production de poissons transgéniques produisant des AFP dans leur plasma semble pour cette raison la voie priviliégiée.
Augmentation de la destruction des cellules tumorales pour la cryochirurgie; la cryochirurgie est une procédure dans laquelle une sonde est refroidie à très basse température pour détruire des cellules tumorales. Cette procédure est appréciée des chirurgiens et des patients car peu invasive. Mais un des problèmes de cette approche réside dans la variation de son efficacité pour la destruction des cellules. La congélation d’une cellule ne garantit pas sa mort, c’est en fait l’histoire du cycle de congélation qui est le facteur décisif. Les AFP, de par leur interaction avec les cristaux de glace, peuvent permettre une modification de la formation des cristaux de glace à très basse température, et ainsi améliorer le taux de réussite de la cryochirurgie.
Augmentation de la durée de vie des aliments congelés; Lors de la conservation des aliments congelés, de nombreux phénomènes altérant leur qualité peuvent se produire, et particulièrement les phénomènes de recristallisation. Les AFP agissent en évitant ces problèmes d’altération.
Augmentation de la croissance des poissons transgéniques en utilisant les promoteurs de gènes AFP. Les promoteurs de gènes des AFP peuvent être utilisés pour effectuer des manipulations de transgénèse chez le poisson. Les auteurs de l’article ont ainsi développé une procédure permettant de transférer le gène de l’hormone de croissance du saumon Chinook à une autre espèce de saumon, en utilisant des promoteurs d’AFP. La croissance de ces saumons transgéniques est 4 à 6 fois plus rapide que l’espèce sauvage. Selon les auteurs, de nombreux points restent cependant à valider avant d’étendre cette technique: sécurité alimentaire, risque de dissémination, acceptation du consommateur, etc...
En conclusion, les auteurs de l’article soumettent leurs hypothèses d’application à la réalité économique: combien d’AFP peuvent être raisonnablement produites par les poissons ?
En supposant que le volume de plasma récupérable représente environ 0,5% du poids du corps, et que 2 g d’AFP peuvent être extraits de chaque litre de plasma, alors 100 t de poisson sont nécessaires pour produire 1 kg d’AFP purifiées !! Pour satisfaire à la demande dans le domaine des additifs alimentaires, il faudrait 150 000 t de poisson !! Les auteurs concluent que les AFP extraites de poisson ne pourront répondre aux quantités nécessaires pour satisfaire la demande de ces marchés. Dès lors, il apparaît nécessaire de développer des voies alternatives de production des AFP: fermentation, cellules transgéniques, etc...
Analyse réalisée par : Roy P. / IFREMER
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