Dossier

41 : L’UTC dévoile sa feuille de route d’ici à 2023

D’ici à la fin d’année, le HCERES évaluera tous les laboratoires de recherche de l’UTC sur la période 2012-2017. A cette occasion, l’université a actualisé sa politique scientifique pour le prochain contrat quinquennal (2018-2023). Zoom sur ses grandes orientations et leur déclinaison dans ses différentes unités de recherche.

41 : L’UTC dévoile sa feuille de route d’ici à 2023

GEC : au cœur de la bioéconomie de demain

Au croisement de la chimie et de la biologie, le laboratoire GEC (Génie enzymatique et cellulaire) travaille à la transition vers la bioéconomie. Sa priorité pour les années à venir : intensifier ses recherches sur les molécules biosourcées, bio-inspirées et biomimétiques. A la clé : des réponses à l’épuisement des ressources fossiles grâce à la chimie végétale, et des applications technologiques plus efficaces ou totalement nouvelles, notamment dans le domaine de la santé et de l’environnement. 

Bioressources, bio-inspiration, biomimétisme : ce sont les trois B autour desquels GEC a structuré ses deux grands thèmes de recherche pour les années à venir.

Le premier thème, « Métabolisme végétal et bioressources », explore la diversité du monde végétal et la capacité des plantes à produire des biomolécules fonctionnelles (nutritionnelles, antioxydantes, anticancéreuses…) à la fois renouvelables et biodégradables.

 

Produire des lipides à façon

Dans ce domaine, le laboratoire se focalise en particulier sur le métabolisme des lipides extraits des plantes oléagineuses comme le colza ou le lin, mais aussi sur la recherche d’huiles atypiques produites par des plantes plus exotiques et compatibles avec des utilisations alimentaires et/ou industrielles (biolubrifiants, etc.). Autant de sujets au cœur de l’Institut pour la transition énergétique Pivert[1], dont GEC est partie prenante. « Notre objectif est de progresser dans la connaissance du système lipidique pour fabriquer des lipides à façon, explique Karsten Haupt, directeur du laboratoire. Pour cela, il est indispensable d’étudier le métabolisme des plantes (agronomiques, exotiques) pour le comprendre et, si besoin, le diriger vers les produits qui nous intéressent. Nous élaborons donc des systèmes alternatifs de production d’huile à façon, que nous développons à l’échelle pilote en collaboration avec le Biogis Center de Pivert. »

 

Valoriser la plante entière

GEC s’inscrit également dans un contexte plus global de valorisation de la plante entière pour la création d’une bioraffinerie intégrée. Ce premier thème de recherche concerne donc aussi l’utilisation de technologies innovantes (liquide ionique) et d’enzymes aidant au fractionnement et à la conversion de la biomasse lignocellulosique, afin d’obtenir des molécules tensioactives ou du bioéthanol.

Enfin, il englobe des travaux sur la sécurisation et l’amélioration des cultures. GEC étudie ainsi les facteurs clés de contrôle de la production au champ avec l’Inra. Par ailleurs, ses recherches portent sur certains aspects du biocontrôle des cultures et ont permis de proposer aux producteurs des solutions novatrices, respectueuses de l’environnement et non toxiques pour la santé.

 

Mimer les anticorps

Le second thème de travail du laboratoire, « Biomimétisme et diversité biomoléculaire », vise à recréer des molécules offrant les mêmes propriétés que les biomolécules, mais plus propices à une utilisation dans des applications technologiques. GEC explore là deux voies très prometteuses, notamment en santé et environnement.

La première, celle du biomimétisme, fait appel à des polymères à empreinte moléculaire (MIP, en anglais) : moulés autour d’une molécule cible, ils en conservent l’empreinte, ce qui leur permet de la reconnaître et de la bloquer, comme le fait un anticorps avec son antigène. Le laboratoire entend renforcer ses recherches sur ces mimétiques d'anticorps, dont les applications potentielles sont très nombreuses : notamment comme capteurs – par exemple, pour détecter des cellules tumorales, ou pour identifier des pesticides ou des mycotoxines dans les produits alimentaires –, mais aussi comme vecteurs pour délivrer un traitement ciblé sur des tissus malades sans effets secondaires sur les tissus sains. Comparés aux anticorps, les MIP offrent en effet plusieurs avantages. Plus stables physiquement et chimiquement, ils sont mieux appropriés à certains usages et il n’est pas nécessaire de faire appel à des animaux de laboratoire pour les produire – un atout en termes d’éthique et de coût. En outre, quelle que soit la molécule cible, il est possible d’en fabriquer, ce qui n’est pas toujours le cas avec les anticorps.

 

Exploiter la diversité biomoléculaire

L’autre voie explorée dans le thème 2 consiste à créer des banques de plusieurs millions ou milliards de biomolécules différentes, produites in vitro, qui sont soit naturelles, soit modifiées, soit recréées pour mimer une molécule naturelle : des anticorps ou fragments d’anticorps, ou bien d’autres molécules comme des peptides ou des acides nucléiques, également utilisables pour identifier une molécule cible. « Dans ce cas, au lieu de fabriquer un mimétique d'anticorps sur mesure, nous utilisons des outils de sélection très performants pour identifier si, parmi le ou les milliard(s) de biomolécules contenues dans la banque, il s’en trouve une pour reconnaître la molécule cible qui nous intéresse, explique Karsten Haupt. Et c’est pratiquement toujours le cas. » Avec cette méthode, GEC a par exemple isolé des biomolécules capables d’identifier la protéine responsable d’une forme de leucémie et de la bloquer. Là encore, les applications sont donc très prometteuses.

 

Une approche transversale

Tout en recentrant ses recherches autour de ces grandes thématiques, GEC a fusionné ses deux équipes pour décloisonner leurs travaux. « Nous sommes l’un des rares laboratoires français présents sur toute la chaîne, souligne Karsten Haupt : l’étude fondamentale des systèmes biologiques, leur transformation ou leur imitation pour obtenir les molécules qui nous intéressent, et l’utilisation de ces molécules dans des applications technologiques. Regrouper nos deux équipes permettra de mieux intégrer recherche fondamentale et recherche appliquée, mais aussi de développer des projets transversaux à nos deux thèmes de travail. Pour l’instant, par exemple, les MIP étudiés dans le thème 2 sont réalisés avec des polymères synthétiques. Mais notre objectif est de nous appuyer sur le thème 1 pour aller vers des polymères biosourcés. Nos deux thèmes s’imbriqueront d’autant plus naturellement que les chercheurs sont impliqués dans chacun d’eux. Et nous allons lancer une chaire d’excellence sur la valorisation des bioressources pour des applications technologiques, qui contribuera également à faire le lien entre ces deux sujets


[1] Pivert : Picardie Innovation végétales, Enseignements et Recherches technologiques (voir www.institut-pivert.com).