Profil de recherche - Vive la loquette!
Dr Peter L. Davies
Un poisson visqueux à l'apparence de l'anguille qui rôde au fond de l'océan recèle un secret qui pourrait résoudre le problème posé par la nécessité de garder les organes au froid jusqu'à ce qu'ils puissent être transplantés.
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La loquette d'Amérique est un affreux poisson qui ressemble à l'anguille et dont la peau est visqueuse. Longtemps ignoré, ce rôdeur des eaux de la côte est du Canada et du Maine aurait pu poursuivre sa paisible existence de grignoteur de mollusques si des chercheurs n'avaient pas été fascinés par une caractéristique remarquable qu'il possède : il ne gèle pas même quand l'eau au-dessus de lui le fait.
Il s'avère que la répugnante loquette est un miracle de l'évolution. Au cours des dix derniers millions d'années, la loquette a commencé à produire des protéines antigel dans son sang qui se fixent à la surface des cristaux de glace et les empêchent de grossir. La loquette peut donc élire domicile dans des eaux trop froides pour des poissons plus mignons et avoir le chemin libre jusqu'au buffet au fond de la mer.
En bref
Qui – Dr Peter L. Davies, chaire de recherche du Canada en ingénierie des protéines, Université Queen's.
Question – La transplantation est actuellement une course contre la montre où l'organe doit être gardé au froid – sans être congelé – puis livré rapidement à l'équipe chirurgicale du receveur.
Approche – Le Dr Davies dirige une étude de cinq ans financée par les IRSC sur des protéines qui se fixent à la glace trouvées chez certains poissons, insectes, végétaux et champignons, qu'elles empêchent de geler et d'être abîmés par le froid.
Impact – L'étude pourrait conduire à de nouvelles techniques pour traiter et stocker les organes pour qu'ils puissent être gardés très froids pendant plus longtemps.
Prochaine étape – Après avoir découvert que certaines protéines antigel sont dix fois supérieures à d'autres pour abaisser le point de congélation, le Dr Davies essaie de voir comment il serait possible de les améliorer encore avec des protéines activatrices.
Ce qui stimule l'intérêt pour la loquette de chercheurs en santé comme le Dr Peter Davies, de l'Université Queen's, c'est le potentiel qu'offrent ses protéines antigel pour garder froids les organes donnés, sans qu'ils gèlent, en attendant qu'ils soient transplantés.
« Si l'on peut garder un organe froid, il durera plus longtemps, et plus il sera froid, mieux ce sera », dit le Dr Davies, qui dirige un projet de recherche de cinq ans des Instituts de recherche en santé du Canada sur la structure, la fonction et l'évolution des protéines qui se fixent à la glace. « Quand la température tombe légèrement au-dessous de zéro, il y a risque que des cristaux se forment et endommagent l'organe. »
La loquette d'Amérique n'est pas la seule créature vivante qui a trouvé un moyen de proliférer en dépit d'un froid intense. Certains insectes, végétaux et champignons ont la capacité de s'adapter au gel et de rester vivants.
« En réalité, nombre de ces organismes se laissent geler », explique le Dr Davies. « Dans le cas des gazons, par exemple, les protéines antigel empêchent les cristaux de glace de devenir plus gros et d'endommager la structure de la plante, qui peut survivre à un certain nombre de cycles gel-dégel. »
Les fabricants de crème glacée ont déjà adopté l'approche en question. Unilever, le groupe anglo-hollandais, a trouvé une façon de reproduire la protéine qui se fixe à la glace de la loquette en modifiant la structure de la levure. Le groupe peut ainsi fabriquer des délices glacés faibles en gras qui sont plus lisses, qui goûtent plus la crème, et qui résistent mieux aux changements de température qui résultent du transport longue distance et de l'entreposage.
Le Dr Davies peut entrevoir des applications semblables pour les organes à transplanter dans un avenir pas si lointain, ce qui laisserait plus de temps aux médecins pour trouver les meilleures combinaisons donneur-receveur.
« On veut que les cristaux de glace restent petits pour les empêcher d'endommager l'organe au point qu'il ne soit plus réparable. L'objectif est d'être capable de perfuser l'organe avec des solutions biologiques qui n'auront aucun effet dommageable, mais le garderont aussi froid que possible. En théorie, avec les protéines d'antigel, il devrait être possible de descendre jusqu'à des températures de moins cinq et de moins six degrés (Celsius) sans que la glace ne cause de problème. »
Il pourrait aussi être possible d'entreposer les organes dans des conditions plus froides jusqu'à la transplantation. Encore une fois, c'est la nature qui possède la clef, selon le Dr Davies.
« Comment se fait-il que les larves d'insecte ne gèlent pas à des températures pouvant atteindre moins 30 degrés? Quel est leur secret? C'est en partie grâce à la protéine antigel, mais il doit y avoir autre chose. Nous cherchons activement quels sont ces autres éléments, et comment leurs propriétés ajoutent de la valeur à la protéine antigel. »
Le Dr Davies insiste sur le fait que son travail sur la protéine est de la biochimie de recherche fondamentale dont le but premier est d'accroître les connaissances. Néanmoins, les importantes applications potentielles qui peuvent en découler l'enthousiasment – en particulier pour l'avenir de la transplantation d'organes et de la préservation de tissus.
« Nous devrions être en mesure un jour d'empêcher un organe de geler à des températures encore plus basses. Si nous réussissons à abaisser la température à moins 20 degrés, le potentiel pour le stockage de longue durée sera énorme. »
« On peut imaginer que si un poisson acquiert une protéine antigel, il peut alors accéder à un créneau biologique où la nourriture est abondante, et les prédateurs, peu nombreux. Donc, l'avantage sélectif d'être capable de s'enfoncer dans ces eaux glaciales est considérable. L'évolution a permis à la loquette d'occuper un créneau semblable. »