Mots-clés : biotech noires – environnement – biosécurité – biodétecteurs – biodéfense – biodétection

Publié dans Biotech Info N° 468, décembre 2009

Organisé fin novembre à Nîmes conjointement par le CEA et la société Protéus avec la contribution d’Adebiotech et Biomerides, le colloque « Défis biotechnologiques en détection environnementale et sécurité » a pris le pari de visiter l’ensemble des technologies à la pointe et d’en tracer les perspectives.

 « La biodétection environnementale est un secteur où il y a une tendance à la segmentation, or il y a d’importants enjeux liés à la convergence des technologies» observe Eric Quéméneur, Directeur du programme transversal de toxicologie au CEA et chef d’un service de recherche à Marcoule. « Tous les biodétecteurs sont finalement conçus sur une même architecture et pourraient trouver de nouvelles applications dans des secteurs non visés au départ par adaptation d’un de leurs éléments fonctionnels» explique t-il. Une interopérabilité des composants basés sur les biotechnologies (ingénierie cellulaire ou protéique, immunotechnologie, etc) avec les modules électrotechniques (fluidique, optoélectronique, nanotechnologies, etc) s’impose alors. L’avenir est aux capteurs capables d’agir comme de véritables dosimètres d’exposition ou d’effet, avec une large préférence pour des biodétecteurs autonomes …et qui tiendraient dans la main ! On rêverait au final d’avoir pour le risque biologique un dispositif équivalent au tout nouveau détecteur colorimétrique pour la détection visuelle de gaz toxiques industriels qui permet littéralement de « voir les odeurs ».

Un peu de conservatisme !

« Les technologies robustes, à base d’anticorps par exemple, restent des références car les méthodes émergentes doivent encore franchir certains caps règlementaires » analyse E. Quéméneur. Selon lui les premières vont élargir leur domaine d’application avec une ouverture pour l’innovation intégrant la démarche de maturité technologique (« technology readiness level » particulièrement bien adaptée au secteur des biocapteurs).
Face aux besoins en biodétection dans les grands domaines clés – sûreté alimentaire, hygiène environnementale et protections militaires ou civile pour les « risques provoqués » -, les réponses se multiplient et la recherche française n’est pas en reste. « Il y a un accroissement des besoins de mesure, mais le coût est souvent prohibitif » déclare Olivier Thomas de l’Ecole des Hautes Etudes en Santé Publique qui dirige le seul laboratoire public d’analyse et recherche en environnement et santé du plan Biotox, notant que le contrôle sanitaire pour un département représente près de 350 K€ par an et qu’il en coûterait 1M€ pour une région en contrôle environnemental.
« Le législateur dit que les résidus et les contaminants ne sont pas des aliments » rappelle Didier Montet, Directeur du CIRAD à Montpellier. Les virus dans l’alimentation sont responsables d’après lui de 60% des diarrhées …mais on ne les analyse pas dans les aliments bien que la maladie diarrhéique tue encore 2,5 millions de personnes par an (peu en France certes) ! Les dinoflagellés toxiques à l’origine de la tétradioxine de poisson en sont un exemple.

Tour d’horizon de la biodétection

Immunotechnologies, immuno-PCR, « labs-on-chips » ou encore utilisation d’enzymes pour la détection de contaminants biologiques et chimiques …tout l’enjeu des biotechnologies dans l’alimentation est de permettre une analyse ultra-rapide des produits avant leur consommation. « S’il s’agit d’analyser tous les pesticides d’une cargaison en une demi-heure, la seule méthode envisageable pour accélérer l’analyse est la création de puces à ADN permettant l’hybridation sur support d’un brin » déclare D. Montet, citant par ailleurs le développement d’une micro-puce à ADN placée au fond des tubes à analyse pour la détection d’un virus de crevette directement sur le port de pêche. A la question « comment faire entrer une vache dans une puce à ADN » la réponse doit venir de la microfluidique et fait appel autant à des spécialistes de l’électronique que de la génétique pour extraire les échantillons.

Parmi les procédés innovants et presque insolites, la société WatchFrog propose ses larves pour un diagnostic temps réel sur site des effets de contaminants chimiques ou biologiques sur la santé (métaux lourds, perturbateurs endocriniens, etc). « La beauté du système repose sur l’intégration par transgénèse germinale dans des oeufs de poissons d’un ou plusieurs gènes codant pour une ou des protéine(s) fluorescente(s) » explique Grégory Lemkine, fondateur de WatchFrog. Le modèle autant spectaculaire qu’élégant des larves miniatures transparentes offre ainsi un mimétisme des pathologies à étudier (touchant le système nerveux, digestif, immunitaire etc.) grâce à un test in vivo à l’échelle du in vitro.

« Le programme BioEDEP (Biological Equipment Development and Enhance) a pour objectif de préparer l’Agence de Défense Européenne face au futur biologique et aux armes non conventionnelles » explique Christophe Pannetier de la Délégation Générale de l’Armement (DGA), pointant les besoins dans le domaine de la détection des agents biologiques. Un programme interministériel de lutte contre le terrorisme (NRBCE) doit doter les acteurs de la protection civile des technologies avancées.
Pour fédérer cette énergie, Daniel Garcia du CEA Cadarache propose de créer un GDR Biodétection (ou une structure équivalente) afin de partager savoirs faire et opportunités entre « offreurs de solutions » et demandeurs. L’idée chemine et pourrait se concrétiser en 2010.

Nathaly MERMET

ZOOM

Les enjeux de la détection enzymatique

Pour la société nîmoise Protéus spécialiste des protéines, l’utilisation des enzymes dans la détection de contaminants biologiques et chimiques est une évidence. « L’un des principes de détection repose sur l’inhibition d’une enzyme spécifique en présence de l’échantillon contenant la cible» explique Cécile Persillon, chef de projet chez Protéus mais on peut aussi utiliser des enzymes phagiques lysant spécifiquement certaines espèces bactériennes. Dans le premier cas, la cible peut être un pesticide organophosphoré ou un polluant chimique toxique, dans le second une bactérie pathogène dans l’alimentation ou le circuit d’eau potable. De plus, les mêmes enzymes peuvent aussi être utilisées pour la décontamination.
« Le challenge pour Protéus est de faire prendre conscience aux acteurs industriels du potentiel des biotechs et de mettre en cohérence nos compétences avec les problématiques métiers» déclare Emmanuel Maille, responsable du développement commercial, rappelant que les bioprocédés sont à la fois moins coûteux, plus performants, plus spécifiques et plus compétitifs que les procédés chimiques. Le cahier des charges pour des tests performants sont la sensibilité, la rapidité et la spécificité, dont la variable d’exigence est modulée selon qu’il s’agit de besoins pour le domaine de l’environnement, l’alimentation ou la biodéfense …or « les caractéristiques des enzymes peuvent aussi être améliorées par ingénierie des protéines et « nous avons la capacité de sélectionner les enzymes et de développer des biocapteurs à façon » précise C. Persillon. NM

* Propos recueillis à l’occasion du colloque « Défis biotechnologiques en détection environnementale et sécurité » à Nîmes le 27 novembre 2009.