La biotechnologie est un domaine de connaissances qui stimule la recherche scientifique et révolutionne l'industrie. Sa nature multidisciplinaire, qui associe des études en biologie et en pharmacie à des domaines tels que l'ingénierie et l'informatique, rend sa définition complexe. C'est pourquoi, en 1992, lors de la Convention sur la diversité biologique, les Nations Unies ont établi un glossaire des termes relatifs à ce domaine dans l'article 2. Dans cet article, la biotechnologie est définie comme toute application technologique qui utilise des systèmes biologiques, des organismes vivants ou leurs dérivés pour créer ou modifier des produits ou des procédés destinés à des usages spécifiques d'intérêt humain.
L'année dernière, la Commission européenne a annoncé un projet de loi sur les biotechnologies visant à accroître la compétitivité du secteur de la santé et à dynamiser les entreprises de biotechnologie dans ce domaine. Cependant, de par sa nature transversale, les biotechnologies trouvent des applications dans de nombreux secteurs.
L’étendue et la diversité de ses recherches sont telles qu’un système de couleurs a été mis en place, chaque domaine spécifique se voyant attribuer une couleur : vert pour l’étude de cultures plus durables et résistantes aux ravageurs et à la sécheresse ; rouge pour la médecine et la santé ; bleu pour les biotechnologies marines ; gris pour tout ce qui touche à l’environnement ; et jaune pour la nutrition et la recherche alimentaire, entre autres. L’Université de La Laguna s’engage à promouvoir l’application des recherches menées dans ces différents domaines et à transférer ses connaissances.
María Antonieta Quispe Ricalde.
maladies environnementales et polluants
La biotechnologie sanitaire, ou biotechnologie rouge, est la branche qui comprend les applications biosanitaires, dont le but ultime est la prévention, le diagnostic et le traitement des maladies. María Antonieta Quispe Ricalde, professeur adjoint dans le domaine de la nutrition et des sciences alimentaires à l'Université de La Laguna, travaille spécifiquement sur la pathologie de la leishmaniose, une maladie infectieuse causée par le parasite Leishmaniose, qui se transmet par la piqûre d'insectes vecteurs infectés.
“ Mes recherches visent à concevoir des systèmes de diagnostic pour cette maladie infectieuse ”, explique Quispe Ricalde. Plus précisément, le chercheur souligne que dans les pays d’Amérique latine où cette maladie est endémique, elle constitue un problème de santé publique majeur et qu’il n’existe actuellement aucun outil de diagnostic spécifique disponible dans les centres de soins de santé primaires.
Ses recherches portent sur l'amélioration du diagnostic grâce aux techniques de biologie moléculaire et de sérologie. “ Nous poursuivons nos recherches sur les molécules et les techniques susceptibles d'améliorer le diagnostic, ainsi que leur application dans les zones rurales, où les infrastructures font défaut ”, souligne la chercheuse. Bien que le diagnostic par PCR, qui détecte l'ADN du parasite, ait connu des progrès considérables, la chercheuse affirme que “ le besoin d'infrastructures et de technologies adéquates pour l'application de la PCR ” ne saurait être négligé.
Leurs recherches mettent en lumière un problème fondamental de la biotechnologie appliquée à la santé : garantir que les progrès scientifiques profitent réellement aux populations les plus vulnérables. C’est pourquoi leurs travaux visent également à développer des outils de diagnostic plus simples, plus abordables et universels, utilisables dans les zones rurales ou endémiques où la maladie est plus répandue.
Un autre de ses axes de recherche concerne l'étude des bactéries halophiles, qui présentent des applications importantes dans le domaine des biotechnologies environnementales ou grises. Ses travaux ont débuté par l'isolement de ces bactéries à partir de sources salines. Après avoir identifié et séquencé leurs génomes, elle a détecté la présence de gènes liés à la résistance aux métaux, notamment à l'arsenic.
À partir de ces résultats, la recherche s'est concentrée sur l'étude de la capacité des bactéries à résister à ce contaminant et à le transformer. Ceci en fait des candidates potentielles pour des applications de bioremédiation environnementale, une application biotechnologique qui dégrade, transforme ou neutralise les polluants toxiques, les convertissant en substances inoffensives ou moins nocives pour l'environnement et la santé humaine. Plus précisément, l'activité de ces bactéries pourrait être utilisée dans des systèmes biologiques pour le traitement des eaux contaminées ou la dépollution des sols affectés par des activités industrielles ou minières.
Actuellement, Quispe Ricalde fait partie du groupe de recherche Nutrition, Santé et Alimentation (NAYS“ Mon idée est d’utiliser les métabolites de micro-organismes environnementaux dans l’industrie alimentaire ”, explique la parasitologue, chercheuse à l’Université de La Laguna. Les bactéries halophiles présentent un potentiel énorme dans le domaine de l’alimentation et de la nutrition, car elles sont faciles à cultiver et à manipuler en laboratoire, ce qui permettrait leur exploitation à différents niveaux.
Cristina Yunta Yanes.
Résilience agricole et conception prédictive de nouveaux insecticides
La biotechnologie moléculaire moderne joue le rôle de pont intégrateur, utilisant l'analyse des voies biochimiques pour résoudre les défis mondiaux. Dans ce domaine de convergence scientifique, Cristina Yunta Yanes, professeur adjoint titulaire d'un doctorat en biochimie et biologie moléculaire et chercheur au sein de Institut des technologies biomédicales, développe ses principaux axes de recherche.
Un volet de ses travaux porte sur la biotechnologie végétale, ou biotechnologie verte, et plus précisément sur la caractérisation des voies de transduction du signal qui régulent la résistance des plantes aux stress abiotiques. “ Il s'agit des impacts négatifs causés par des facteurs environnementaux non vivants, tels que les sécheresses prolongées, les températures extrêmes ou la forte salinité des sols, qui perturbent gravement le métabolisme des plantes et freinent leur croissance ”, explique la docteure. C'est la principale cause des pertes de récoltes dans le monde, une situation exacerbée par le changement climatique. L'application biotechnologique de ces recherches permet de développer des plantes à consommation d'eau beaucoup plus efficace et de créer des traitements spécifiques qui atténuent l'impact du stress environnemental dans une agriculture de précision.
Parallèlement, l’expertise de la chercheuse en enzymologie moléculaire est essentielle à l’identification et à la caractérisation des enzymes de détoxification chez les insectes vecteurs de maladies. “ Ces insectes sont capables de développer naturellement des mécanismes de défense biochimiques pour dégrader, neutraliser ou expulser les composés chimiques destinés à les éliminer, tels que les insecticides ”, explique Yunta Yanes.
Comprendre la structure et le comportement de ces enzymes est essentiel à la conception d'outils biotechnologiques permettant d'évaluer de nouveaux composés insecticides dès les premières étapes de leur développement. Ceci permet aux chercheurs d'anticiper le risque physiologique de neutralisation du produit par l'insecte grâce au développement d'une résistance métabolique et de concevoir des molécules plus efficaces et à action prolongée, évitant ainsi que les nouvelles solutions de lutte antivectorielle ne perdent en efficacité peu après leur commercialisation.
Ces recherches ont des implications directes pour la santé publique et la lutte contre les vecteurs de maladies comme le paludisme, le Zika et la dengue. La cartographie de mutations spécifiques, telles que celles conférant une résistance enzymatique au DDT à certains moustiques, fournit des informations cruciales pour la conception de nouvelles stratégies de lutte. Il s'agit notamment du développement de moustiquaires imprégnées de combinaisons synergiques de différents composés chimiques, ce qui optimise la prévention des maladies et réduit le recours aux insecticides traditionnels, très toxiques pour l'environnement.
José Javier Fernández Castro,
Les îles Canaries comme référence en matière de biotechnologie bleue
L'archipel des Canaries possède des écosystèmes marins insulaires peuplés d'organismes clés pour le développement de la biotechnologie bleue appliquée à la biomédecine, au contrôle alimentaire, à l'aquaculture ou même aux cosmétiques.
Au sein du Institut des sciences bio-organiques de l'Université Antonio González Le groupe de recherche sur les produits naturels marins (PRODMAR) y est installé et développe des axes de recherche en biotechnologie bleue. José Javier Fernández Castro, Le professeur du département de chimie organique de l'université de La Laguna dirige ce groupe, qui est une unité associée travaillant en étroite collaboration avec le Conseil national de la recherche espagnol (CSIC).
Son objectif principal est l'étude des métabolites bioactifs d'origine marine, composés chimiques produits par des organismes tels que les algues, les bactéries, les champignons, les éponges, les coraux ou les micro-organismes océaniques comme les microalgues. Ces métabolites peuvent avoir des effets biologiques sur d'autres êtres vivants ou cellules et pourraient s'avérer utiles en médecine humaine comme agents antitumoraux, antibiotiques ou antiviraux, ainsi que dans d'autres applications des industries agroalimentaire et pharmaceutique.
Parmi ses collaborations figurent d'autres groupes de recherche de l'Université de La Laguna, tels que le groupe de recherche biomédicale (Laboratoire de biotechnologie) avec des études de cytotoxicité sur des lignées cellulaires cancéreuses, ou l'Institut des maladies tropicales et de santé publique des îles Canaries (IUETSPC) avec des essais sur des parasites. “ Ce que nous essayons de faire, c’est d’offrir un éventail de possibilités à tout ce que nous isolons en laboratoire afin de rechercher la rentabilité biomédicale maximale pour une éventuelle exploitation de cette substance ”, souligne Fernández Castro.
Maria Luisa Souto Suarez.
Le groupe de recherche développe différentes pistes de recherche axées sur l'étude de la toxicité des micro-organismes et des organismes marins. María Luisa Souto Suárez, professeur titulaire en chimie organique à l'Université de La Laguna et membre de PRODMAR, s'est spécialisé dans les dinoflagellés, des micro-organismes marins microscopiques capables de produire des toxines et de générer des métabolites d'intérêt pharmaceutique et biotechnologique.
Parmi eux, il étudie les genres Amphidinium y Prorocentrum, qui produisent des toxines associées aux marées rouges. L'un de ses principaux axes de recherche porte sur l'isolement, la culture et l'identification d'espèces marines toxiques, dans le but de déterminer les composés responsables de cette toxicité. Dans ce domaine, le groupe étudie les micro-organismes qui produisent des toxines associées à des syndromes tels que la ciguatera, une intoxication alimentaire causée par la consommation de poissons tropicaux ou subtropicaux contaminés par ces toxines. ciguatoxines.
Au sein de l'unité associée du groupe PRODMAR, vous trouverez Ana Raquel Díaz Marrero, Docteur en chimie organique de l'Université de La Laguna et membre chercheur de l'Institut des produits naturels et d'agrobiologie du CSIC. “ Nos eaux abritent une grande diversité de dinoflagellés potentiellement toxiques, notamment des dinoflagellés appartenant aux genres… » Prorocentrum, Gambierdiscus u Ostréopsis, ” Cela souligne l’importance de poursuivre les recherches “, déclare Diaz Marrero. Ces recherches sont cruciales pour améliorer la détection précoce des toxines marines et, par la suite, transmettre ces informations aux systèmes de contrôle sanitaire, au secteur agroalimentaire, ” et même aux associations de pêcheurs elles-mêmes », souligne Fernández Castro.
Parallèlement à ces chercheurs, Nathália Nocchi, Nocchi, biologiste et docteure en écologie marine de l'Université fédérale Fluminense du Brésil, axe ses recherches au sein du groupe sur les produits marins dans une perspective biologique, visant à comprendre la production de métabolites bioactifs d'origine marine. Nocchi est technicienne au SEGAI. Services d'analyse lipidique Une biologiste de l'Université de La Laguna met en lumière l'écosystème marin unique de Tenerife. “ Bien qu'elle puisse paraître petite vue de l'extérieur, Tenerife abrite une biodiversité extraordinaire. Grâce à ses microclimats et microhabitats, un trajet de quelques kilomètres seulement permet de se retrouver dans un écosystème totalement différent ”, souligne-t-elle.
Nathália Nocchi.
Diffusion et coopération, parmi les défis de l'avenir
Bien que ces divers domaines d'études soient extrêmement utiles au quotidien, cette discipline est également confrontée à d'importants défis. L'un d'eux est un manque de sensibilisation, ou plus précisément, une méconnaissance de leurs applications concrètes dans les secteurs de l'industrie, de l'humanité et de l'environnement. “ Les jeunes manquent d'information et ignorent les applications potentielles et la manière dont nous utilisons ces connaissances. Les étudiants n'ont souvent qu'une compréhension partielle de ce que recouvre ce domaine ”, explique Quispe Ricalde.
“ Pour nous, l'essentiel a toujours été de diffuser au maximum les connaissances issues de nos recherches en laboratoire ”, explique Nocchi. Le groupe PRODMAR a pour objectif de développer des produits marins naturels applicables à la société. “ La recherche progresse en parallèle avec les besoins de la population, d'où l'importance cruciale de diffuser ses applications ”, ajoute Díaz Marrero.
À cela s'ajoute la mondialisation dans laquelle nous vivons, où la recherche exige cette diffusion pour enrichir la coopération nationale et internationale. C'est essentiel pour continuer à progresser vers des applications concrètes dans la société. “ Mes études sur les bactéries halophiles ont été possibles grâce à la coopération entre l'Université de La Laguna et l'Université San Antonio Abad de Cusco ”, explique Quispe Ricalde. La coopération scientifique et le transfert de connaissances seront essentiels pour continuer à rapprocher la biotechnologie de la société et relever les défis de demain.
Ce rapport s'inscrit dans le cadre du calendrier des commémorations InvestigaULL, un projet de diffusion scientifique promu par l'Université de La Laguna.
Unité Culture scientifique et innovation (Cienci@ULL)
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