Comment la biodiversité est-elle une source d’inspiration pour la médecine ?

May 22, 2019 par

En cette journée mondiale de la biodiversité, revenons sur quelques exemples montrant l’intérêt essentiel de la diversité du vivant pour inventer la médecine de demain.

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La biodiversité : une ressource inépuisable de molécules pharmaceutiques…

1,5 à 1,8 millions d’espèces sont aujourd’hui décrites scientifiquement et on estime que plus de 10 millions d’espèces auraient colonisé tous les écosystèmes grâce à des solutions optimisées. Chaque année 16 000 nouvelles espèces sont décrites dont 10% issues du milieu marin.

La bioinspiration, née au début des années 2000, est une approche créative basée sur l’observation des systèmes biologiques. La définition normée du biomimétisme (ISO18458) est, quant à elle, ” une philosophie et approches conceptuelles interdisciplinaires prenant pour modèle la nature “.

De nombreuses nouvelles molécules thérapeutiques sont issues de l’observation des molécules présentes dans le monde végétal et animal : quinine et l’artémisinine (agissant contre le paludisme), morphine, pénicilline (antibiotique), le taxol (molécule anticancéreuse) issu de l’écorce d’Ifs ou encore les venins. La découverte de molécules dans des venins issus d’espèces animales a permis récemment de mettre au point de nouveaux agents pharmaceutiques servant à traiter les douleurs neuropathiques,l’hypertension artérielle (HTA) ou le diabète.

Du côté des fonds marins, on savait depuis longtemps que les coraux du genre Palythoa étaient toxiques. Récemment, des chercheurs ont montré que la molécule en cause, la Palytoxine, est capable d’activer le mécanisme de mort cellulaire programmée qui est éteint chez les cellules cancéreuses. Des essais récents sur le modèle murin ont montré que cette molécule est active contre le glioblastome, un cancer du cerveau.

Et de matériaux solides, adhésifs ou antibactériens

Tout un ensemble de nouveaux matériaux utilisés dans le domaine médical est mis au point à partir de l’observation de la nature. La composition et la structure des coraux, par exemple, sont utilisées pour les greffes osseuses et les implants dentaires.

La moule, le gecko et le poulpe possèdent des molécules adhésives qui sont intéressantes pour le domaine médical, et notamment, pour mettre au point des adhésifs chirurgicaux utilisés en chirurgie cardiaque et reconstruction vasculaire.

La peau de requin a aussi des propriétés antibactériennes très intéressantes. En regardant de près leur revêtement cutané, les chercheurs ont découvert des denticules (petites pointes). En plus de permettre aux requins de se déplacer plus rapidement et sans bruit dans l’eau, ces denticules ont une géométrie inédite leur permettant de repousser les bactéries et parasites. Sharknet Technologies, une entreprise américaine, a développé un revêtement mimant la géométrie de ces denticules pour créer un matériau antibactérien. Il peut s’appliquer, entre autres, sur les parois et appareils de salle d’opération pour lutter contre les infections nosocomiales.

Récemment, dans les sources hydrothermales, des chercheurs de l’IFREMER ont isolé de nouvelles bactéries marines produisant des polysaccharides qui sont utilisés pour former un hydrogel. Une fois modifiés, ces polysaccharides spécifiques mimant la matrice extracellulaire (milieu dans lequel vivent les cellules) peuvent être utilisés pour régénérer un tissu osseux  ou un cartilage.

Actuellement, des laboratoires tentent de reproduire la structure de la coquille de l’ormeau, un matériau d’une très grande résistance pour la mise au point de prothèses médicales.

Mieux conserver les greffons grâce à un ver de sable

L’arénicole (Arenicola marina) est un ver marin appelé souvent “ver de vase” ou “ver noir”. Dans les années 1990, un chercheur français découvre dans le sang de cet animal une hémoglobine, proche de l’hémoglobine humaine, mais capable de transporter 40 fois plus d’oxygène.

À savoir ! L’hémoglobine est une protéine des globules rouges. Elle  fixe l’oxygène, le transporte dans le sang puis le délivre aux cellules du corps pour assurer leur bon fonctionnement. L’hémoglobine contient du fer et donne sa couleur rouge au sang.

Actuellement, cette hémoglobine est testée pour la conservation des greffons. C’est Hemarina, basée à Morlaix, une entreprise de biotechnologies, qui travaille actuellement sur les applications thérapeutiques et industrielles de cette hémoglobine d’origine marine.

Comme le souligne la biologiste et consultante en innovation Janine Benyus “Pour résoudre un problème, commencer par regarder la nature”. Une raison de plus pour la préserver.

Julie P., Journaliste scientifique

– La biodiversité : une source d’inspiration et un univers à découvrir pour la santé. P.Bulet. Académie des sciences. Consulté le 20 mai 2019.
– Biomimicry in action. Conférence TED. Consulté le 20 mai 2019.
Julie P.
Journaliste scientifique.
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