Détournements bactériens

Le laboratoire de François Barja, du Département de botanique et biologie végétale, est engagé dans différents projets pionniers de microbiologie aux applications potentielles de grande envergure.

Production de fibres de cellulose

«Nous avons isolé une bactérie acétique, Komagataeibacter europaeus, qui est capable de produire de la cellulose en quantités élevées à partir de vin, de milieux synthétiques ou de jus de fruits», explique le Dr Barja. A l’état naturel, cette bactérie, aérobie stricte, produit des fibres de cellulose pour se protéger de son environnement et pouvoir respirer.

Production de cellulose par les bactéries K. europaeus – microscopie électronique à balayage (MEB)

 

Le chercheur utilise ce micro-organisme, plutôt que la bactérie standard Komagataeibacter xylinum, pour produire de la cellulose, car il est plus performant et plus résistant à l’acide acétique. Pour le moment, il s’agit d’une production artisanale dans un système qui permet de récolter de la cellulose pure en semi-continu, sans enlever les bactéries K. europaeus.

«Cette cellulose est biocompatible et dépourvue de contaminants. Elle ne nécessite donc pas de purification additionnelle après l’élimination des bactéries», détaille le biologiste. A une échelle plus importante, ceci se traduirait par une production à bas coût et de manière durable. Une alternative écologique ne nécessitant pas l’abattage d’arbres pour leur bois, dont la cellulose en est le principal constituant.

Fibres de cellulose, après la récolte

 

 

 

 

 

 

Des applications potentielles innombrables

Dans le domaine biomédical, ce type de cellulose peut être utilisé pour des implants médicaux imprimés en 3D, de la peau ou des vaisseaux sanguins artificiels, ainsi que des matrices permettant la croissance tridimensionnelle de cellules. Au niveau technologique, ce composé pourrait servir à fabriquer des membranes de haut-parleurs et des écrans flexibles, entre autres.

«L’addition de nanoparticules ou d’autres composés à haute valeur ajoutée modifie des propriétés physico-chimiques de la cellulose», note François Barja. Par exemple, une peau artificielle biocompatible servant aux traitements de grands brûlés pourrait être obtenue en y ajoutant des nanoparticules dotées de propriétés antimicrobiennes.

En présence graphène, qui est constitué d’une monocouche d’atomes de carbone, la cellulose devient également conductrice, ce qui ouvre la voie à d’autres applications, telles que des composites optiques ou électroniques.

Fibres de cellulose et monocouches de graphène – MEB

 

 

 

 

Solutions antiseptiques naturelles

Le laboratoire développe également des solutions à base de vinaigre et d’extraits de plantes. «Les composants du vinaigre, et tout particulièrement l’acide acétique, sont connus pour leurs vertus bactériostatiques et bactéricides. Les extraits végétaux que nous employons permettent de potentialiser ces effets», précise le biologiste. Ce genre de préparation est efficace notamment pour la désinfection des surfaces commerciales, hospitalières ou alimentaires, ainsi que pour l’hygiène des mains.

Production de vinaigre

L’équipe de François Barja mène un projet pilote de production de différents arômes de vinaigre et d’isolement de souches bactériennes hautement résistantes à l’acide acétique et à l’éthanol. C’est la même souche de Komagataeibacter europaeus qui a remporté la palme de la résistance, car elle est capable de produire du vinaigre avec un degré d’acide acétique compris entre 15 et 20, par rapport aux autres bactéries acétiques, qui ne supportent pas plus de 10% d’acide acétique.

Le chercheur ajoute: «La souche K. europaeus est en outre capable de produire du vinaigre très concentré, avec un temps de production diminué, ce qui représente un avantage en termes de transport et de coûts.»

Plus de 700 kg de fruits ont été pelés pour obtenir le vinaigre à la mangue…

 

 

 

 

 

Groupe de François Barja

 

 

 

 

 

Photographies : © François Barja, UNIGE