Volume V, numéro 1, Hiver 2008/09
PUBLIC ATION OFFICIELLE DU RÉSEAU DES ALIMENTS ET DES MATÉRIAUX D’AVANT-GARDE
Pleins feux sur les peptides
Le professeur Rotimi Aluko (en bas, à gauche) et son équipe de recherche de l’Université du Manitoba ont recours aux peptides pour lutter contre l’hypertension et les maladies du rein.
Page 10 À l’intérieur :
• Des probiotiques en capsules, page 8 • Groupe témoin de consommateurs sur les aliments, page 12 • Un yogourt bénéfique pour les patients atteints du VIH, page 16
Welcome Publication officielle du Réseau des aliments et des matériaux d’avant-garde Cette publication vise à favoriser le dialogue au sujet des recherches menées au Canada sur les aliments et les matériaux de pointe, ainsi qu’à en faciliter la compréhension. Directrice de la rédaction Louise Jessup Coordonnatrice de projet Kaitlyn Little Gestionnaire de projet Lise Smedmor
Réviseure Idem Traduction Conception graphique JnD Marketing Directrice financier Jan Smith Adresse Louise Jessup, directrice des communications 150, Research Lane, bureau 215 Guelph (Ontario) Canada N1G 4T2 Courriel : louise.jessup@afmnet.ca Visitez le site Web de l’AFMNet à www.afmnet.ca Les articles parus dans cette publication sont signés par des étudiants du programme Étudiants communiquant les liens et les avancées technologiques et scientifiques (ÉCLATS) de l’Université de Guelph, en Ontario, au Canada. Postes-publications – numéro de convention 40064673 En cas de non-livraison au Canada, veuillez retourner à : AFMNet, 150, Research Lane, bureau 215, Guelph (Ontario), Canada N1G 4T2
Dr Larry Milligan
Rédacteur en chef Owen Roberts
Bienvenue au cinquième numéro d’Advance, la publication officielle du Réseau des aliments et des matériaux d’avant-garde (AFMNet). L’AFMNet est l’organisme national de recherche sur les aliments et les biomatériaux du Canada. Nos chercheurs contribuent à créer de nouveaux produits et processus à valeur ajoutée, à la fois commercialisables et acceptables sur le plan social, qui profiteront à tous les Canadiens. En partenariat avec l’industrie, le gouvernement, les organismes sans but lucratif et les établissements de recherche nationaux et étrangers, l’AFMNet fait la promotion d’un Canada en meilleure santé. Dans le présent numéro, vous trouverez des nouvelles intéressantes au sujet de recherches mentionnées dans des numéros précédents. Il y sera question des progrès que Gregor Reid et son équipe ont réalisés en ce qui concerne l’utilisation du yogourt probiotique dans le traitement des patients souffrant du VIH/sida, d’immunodéficience ou de malnutrition. Les travaux prometteurs de Louise Nelson et de Peter Sholberg qui s’attaquent au problème récurrent des pertes de récoltes fruitières attribuables à la pourriture causée par les agents fongiques seront également présentés. Vous découvrirez aussi comment Ahmed El-Sohemy et son équipe ont fourni la première preuve qu’une variante du gène GLUT2 influe sur la consommation de sucre, ce qui explique la tendance de certaines personnes à préférer les aliments très sucrés. Nous vous donnerons également des nouvelles de nombreux autres projets qui amélioreront la qualité de vie des Canadiens. Vous apprendrez ainsi comment Rotimi Aluko (en page couverture) élabore actuellement une méthode naturelle permettant de réduire l’hypertension (haute tension artérielle) chez les patients dont la fonction rénale est réduite, comment Spencer Henson et John Cranfield ont mis sur pied un vaste réseau de consommateurs afin de permettre aux chercheurs de suivre de près les changements d’habitudes alimentaires des Canadiens et d’évaluer leurs réactions en présence de certains problèmes, par exemple une psychose alimentaire et, pour terminer, comment Yoshinori Mine a fourni les premières preuves de l’énorme potentiel antioxydant des jaunes d’œufs dans le traitement des maladies intestinales. Le troisième cycle de son projet ne fait que s’amorcer et l’AFMNet envisage déjà avec plaisir d’autres passionnantes découvertes pour l’année 2009. Il accueille un grand nombre de nouveaux collaborateurs au sein de son réseau de recherche et continue de tirer parti de la créativité et des connaissances de nombreux collègues de longue date. Nous espérons que vous apprécierez ce numéro et vous encourageons à le faire circuler. Vos commentaires et vos suggestions sont toujours les bienvenus.
Dr Rickey Yada
Volume V, numéro 1, hiver 2008/09
Nous vous prions d’agréer, chers collègues et amis, nos sincères salutations.
conseiller en chef de la recherche
président du conseil d’administration, AFMNet
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Auteurs Tous les articles du magazine Advance sont signés par des étudiants du programme Étudiants communiquant les liens et les avancées technologiques et scientifiques (ÉCLATS) de l’Université de Guelph. Le mandat d’ÉCLATS est de rédiger des résultats de recherche et de les diffuser de façon à intéresser le public. En sens horaire à partir de la droite : La baisse de la productivité mène inévitablement à des problè mes d’approvisionnement. Étudiante de troisiè me année en économie, Arpana Chakravarty en sait quelque chose. La mise au point de végétaux transgéniques capables de résister aux agents pathogènes et aux maladies permettrait d’accroître la productivité des cultures et, ce faisant, d’améliorer l’approvisionnement alimentaire, voire de remédier à d’éventuelles pénuries. À lire en page 14. Étudiante de quatriè me année en science de la nutrition et nutraceutique, Anupriya Dewan s’intéresse beaucoup aux méthodes de traitement et de guérison naturelles. Adepte des médecines douces, elle présente la découverte d’un chercheur qui a isolé des peptides de pois capables de traiter l’hypertension. À lire en page 11. Étudiante de quatriè me année en gestion publique, Kaitlyn Little sait combien il est important de comprendre les opinions et les attitudes des consommateurs à l’égard des nouveaux produits. Dans son article, la coordonnatrice du présent numéro d’Advance explique comment un groupe témoin de consommateurs permet de révéler l’acceptabilité des aliments fonctionnels et des produits nutraceutiques. À lire en page 8. Adapter des produits à une clientè le en particulier exige une approche de commercialisation ciblée pour s’assurer d’atteindre le marché visé. Étudiante de troisiè me année en gestion du marketing, Andrea Hruska se penche sur le développement d’un yogourt probiotique conçu pour aider les patients atteints du sida et sur les moyens employés par les chercheurs afin d’offrir ce yogourt aux personnes les plus démunies. À lire en page 16. Protégés adéquatement, les probiotiques en gélules peuvent parvenir au côlon pour y libérer tous leurs bienfaits. Étudiant de troisiè me année en génie biologique, Matthew DiCicco explique en quoi le génie alimentaire permet d’améliorer la santé des êtres humains. À lire en page 12.
Photo par Dave Peleschak
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Ta b l e d e s m a t i è r e s
Aliments et santé
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Nouvelle approche de la santé intestinale
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Un gène responsable des rages de sucre
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L’acide linoléique examiné de près
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Consommation et éthique
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Les aliments fonctionnels examinés par un nouveau groupe témoin 8 Questions d’éthique en matière de biotechnologie animale
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16 Photo en couverture de Ian Causland
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Produits Traiter les maladies du rein grâce aux peptides de pois
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Mise au point de gélules antimicrobiennes
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Des bactéries qui apaisent les problèmes intestinaux
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Des protéines naturelles combatives
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Transition stratégique et application de la recherche Des plantes transgéniques qui augmentent la productivité
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Prévenir la pourriture des pommes après la récolte
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Le yogourt au secours des personnes atteintes du VIH/sida
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Aliments et santé
Vous avez la dent sucrée? Blâmez vos parents. Arpana Chakravarty Selon des chercheurs de l’Université de Toronto, les personnes présentant une variante du gène GLUT2, qui contrôle l’entrée du sucre dans les cellules, ont tendance à consommer davantage de sucre que les autres. Le professeur Ahmed El-Sohemy, du département de sciences nutritionnelles, et Karen Eny, doctorante, s’intéressent aux raisons biologiques sous-jacentes aux préférences alimentaires. « Cet axe de recherche nous aide à mieux comprendre, à l’aide de la génétique, pourquoi
Chercheurs à l’Université de Toronto, le professeur Ahmed El-Sohemy et la doctorante Karen Eny ont découvert que les rages de sucre qui frappent certaines personnes pouvaient être causées par des variations génétiques du gène GLUT2 qui les poussent à consommer davantage d’aliments et de boissons sucrés. certaines personnes sont plus friandes de sucre », précise Mme Eny. L’équipe de chercheurs a en effet constaté que les sujets porteurs de la variante génétique consomment plus de sucre, provenant plus particulièrement des sucreries et des sodas, que les personnes qui ne présentent pas le gène. Fait à noter, les facteurs confusionnels comme l’âge, le sexe, l’activité physique et l’IMC n’ont aucune incidence sur les conclusions. La prévalence accrue d’obésité et de diabète de type 2 contribue à stimuler les études sur le rôle de la génétique dans l’évolution de ces maladies, ajoute Mme Eny. Les chercheurs espèrent que les conclusions de leurs travaux permettront de clarifier le rôle du gène GLUT2 dans la consommation des glucides et par conséquent sur les risques de développer un diabète, une affection liée à l’obésité. Un certain nombre de causes biologiques peuvent expliquer les comportements alimentaires humains. À cet effet, les travaux de recherche sur le GLUT2 laissent entendre que ce transporteur de glucose contrôle le niveau de sucre dans le sang et envoie au cerveau des signaux
Coupe de précision Minutieusement isolé, un peptide contenu dans un œuf pourrait renfermer la clé du traitement du côlon irritable Par Anupriya Dewan
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lui dictant de manger ou de cesser de manger. Ce processus contribue à maintenir les sucres à des niveaux appropriés pour alimenter le corps. En plus de fournir de l’énergie, le sucre exerce également une influence sur l’humeur, un phénomène qui varie d’une personne à l’autre. L’équipe essaie maintenant de déterminer si une variante d’un gène agissant sur les effets de la dopamine, un psychotrope naturellement présent dans le cerveau, expliquerait pourquoi certaines personnes consomment plus de sucre. Ces personnes pourraient être portées à consommer du sucre en raison de la sensation que celui-ci leur procure. La recherche a été financée par l’AFMNet, les Instituts de recherche en santé du Canada et une bourse de recherche Julie-Payette attribuée à Mme Eny par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie. Thomas Wolever, professeur à l’Université de Toronto, et Bénédicte Fontaine-Bisson, étudiante au deuxième cycle, ont également pris part à cette étude. l
Une nouvelle méthode tente de résoudre le mystère du côlon irritable, un syndrome qui touche de plus en plus de Canadiens. Yoshinori Mine, professeur du département des sciences de l’alimentation de l’Université de Guelph, s’attache actuellement à déterminer l’efficacité d’un peptide tiré du jaune d’œuf qui pourrait réduire l’inflammation causée par certaines maladies comme le syndrome du côlon irritable. Ce peptide permettrait de traiter la maladie sans provoquer les effets indésirables que peuvent avoir certains médicaments. « Le simple fait de consommer des œufs ne permet pas d’atténuer les symptômes. Il faut intervenir sur le plan diététique, explique le professeur Mine. Pour que le peptide soit efficace sur le plan de la santé, il doit être extrait à l’aide d’un enzyme et consommé sous forme de supplément alimentaire. »
Le jury ne s’entend pas encore sur l’efficacité et l’innocuité d’un acide gras qui est vendu comme supplément favorisant la perte de poids chez l’humain, même si celui-ci s’est montré efficace chez les animaux. Bien que le supplément d’acide linoléique conjugué (ALC), dont on prétend qu’il favorise la perte de poids, ait été approuvé en Europe, une recherche canadienne a cependant révélé qu’il avait été impossible de prouver que l’ALC pouvait aider les personnes à maigrir. Les études préliminaires réalisées sur les animaux étaient prometteuses : l’ALC contribuait efficacement à la perte de poids tout en présentant des propriétés anticancéreuses. Mais ces avantages ne semblent pas s’adapter à l’être humain. En fait, l’ALC a peut-être des effets néfastes
sur la santé, affirme Peter Jones, chercheur à l’Université du Manitoba. « Le gouvernement [européen] a approuvé la vente d’ALC, mais un nombre croissant d’essais cliniques montrent que cet acide est inefficace, souligne-t-il. Nous devons comprendre pourquoi il fonctionne chez les animaux, mais pas chez l’humain. » En réalité, ce sont des découvertes réalisées il y a plusieurs années qui ont mené à la popularisation des suppléments d’ALC en tant que produits amaigrissants. Dans le cadre d’une étude chez les humains, on avait administré le supplément d’ALC à un groupe de patients tandis qu’un autre groupe avait reçu un placebo. Une perte de poids supérieure avait été observée chez le groupe ayant reçu le supplément d’ALC. Cependant, Peter Jones s’est montré incapable
de reproduire ces résultats. La cause de la perte de poids obtenue au cours de l’étude initiale était, et reste, inconnue. Peter Jones explique que la perte de poids pourrait être attribuable à une inflammation causée par l’ALC. L’augmentation du poids du foie ou son inflammation sont caractéristiques d’un problème de santé appelé stéatose hépatique (une accumulation de lipides dans le foie), qui survient quand le foie se surmène à force de filtrer les toxines qui circulent dans le sang. Une autre raison pouvant causer cette différence entre animaux et humains est le jeune âge des animaux utilisés dans le cadre des recherches, comparativement à celui des personnes adultes. Les animaux qui ne sont pas d’âge mûr assimilent peut-être l’ALC de manière différente, ce qui provoque la perte de poids. « Nous devons tous avoir pour priorité la sécurité de la population lorsqu’il s’agit d’évaluer les suppléments alimentaires. Il faut nous assurer qu’ils ne sont pas nocifs », souligne Peter Jones. Ont également participé à cette recherche le professeur Roger McLeod, de l’Université Dalhousie, les professeurs Spencer Proctor, Catherine Field et Donna Vine, de l’Université de l’Alberta, les professeurs Helen Jacques et André Marette, de l’Université Laval, le professeur Harold Aukema, de l’Université du Manitoba, le professeur Stephen Cunnane, de l’Université de Sherbrooke et Drew Wakefield, du Centre for Functional Foods and Nutraceuticals de l’Université du Manitoba. Le financement a été fourni par l’AFMNet, le Centre d’information sur le bœuf, le ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et du Développement rural de l’Alberta, les Producteurs laitiers du Canada, l’Alberta Livestock Industry and Development Fund, le Conseil national de l’industrie laitière du Canada et le Programme d’innovation en matière de bioproduits agricoles. l
D’après les scientifiques, le syndrome du côlon irritable pourrait être causé par le stress, le mode de vie et l’alimentation. La maladie est caractérisée par une inflammation du tube digestif, ce qui provoque des crampes, des douleurs abdominales, la constipation et la diarrhée. D’autres maladies chroniques, dont le diabète, sont associées au côlon irritable. Il s’agit donc d’une maladie lourde de conséquences. Actuellement, le seul traitement consiste à atténuer les symptômes à l’aide de stéroïdes, une solution qui comporte aussi des effets indésirables. M. Mine a découvert qu’il était possible d’activer le peptide en incisant les protéines qui le
composent à des endroits bien précis. Une fois activée, la molécule permet de réduire l’inflammation associée au côlon irritable. Le peptide activé pourrait être ajouté à un éventail de produits, entre autres comme supplément dans des jus, ou être offert sous forme de gélules. Malheureusement, comme le corps humain ne parvient pas à transformer directement le peptide de la protéine de l’œuf, le seul moyen de profiter de ses bienfaits est de l’ingérer sous forme de supplément. En effet, la pepsine, l’enzyme de l’estomac qui décompose les protéines, ne divise pas la protéine en question de manière à activer le peptide. « Notre objectif est d’améliorer la santé et
l’immunité du système gastrique afin d’offrir aux Canadiens une meilleure qualité de vie et de prévenir la maladie chez ceux-ci grâce à la diététique. C’est ainsi que nous arrivons à mettre au point des produits qui permettent d’améliorer la santé de nos concitoyens », conclut le professeur Mine. Participent également à ces recherches le professeur Ming Fan, du département des sciences animales et aviaires de l’Université de Guelph, Ahmed El-Sohemy, professeur de sciences de la nutrition à l’Université de Toronto, et Rong Cao d’Agriculture et Agroalimentaire Canada. Ce projet de recherche a été financé par l’AFMNet. l
De nouvelles questions sur les suppléments d’acides gras font surface Anupriya Dewan et Andrea Hruska
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Consommation et éthique
Bref survol de l’opinion des consommateurs canadiens Un nouveau groupe témoin permet de dévoiler l’opinion des consommateurs sur les aliments fonctionnels et les tendances qui influent sur la consommation de ces produits
Ces porcs Enviropig sont un exemple de produit de la biotechnologie animale. Créés à l’Université de Guelph, les porcs Enviropig sont génétiquement modifiés pour mieux assimiler le phosphore présent dans leur alimentation, réduisant ainsi la contamination de l’eau de surface et souterraine par le phosphore.
Il est maintenant plus facile de savoir rapidement et exactement ce que pensent les consommateurs canadiens des aliments – y compris de l’acceptabilité des aliments fonctionnels et des nutraceutiques – grâce au groupe témoin de consommateurs sur l’alimentation de l’Université de Guelph. Le groupe témoin, fondé par les professeurs John Cranfield et Spencer Henson du département d’économie relative à l’alimentation, à l’agriculture et aux ressources, est constitué de membres permanents qui répondent tous les deux mois à un questionnaire en ligne. Les chercheurs sont alors en mesure de mieux comprendre l’attitude des consommateurs à l’égard des aliments, de la santé et des produits agricoles, comme les aliments fonctionnels et les nutraceutiques. « Grâce au groupe témoin, nous pouvons observer l’évolution des préoccupations des consommateurs par rapport à l’alimentation, de leur connaissance des aliments et des tendances en matière de consommation, indique John Cranfield. Ces connaissances nous permettront de mieux comprendre ce qui influe sur l’acceptation des produits par les consommateurs. » Le groupe témoin est composé de 2 000 consommateurs de Guelph représentatifs des habitants de la ville de par leur âge, leur niveau d’instruction et leur sexe. L’équipe de recherche a choisi précisément la ville de Guelph parce que sa population représente de manière générale celle du Canada. Lors de l’étude d’acceptation des produits fonctionnels par les consommateurs, les chercheurs ont déterminé que les facteurs démographiques n’entraient pas en ligne de compte. L’acceptation est plutôt influencée par les facteurs liés à l’attitude et aux comportements, expliquent-ils. Deux groupes de consommateurs se sont démarqués dans le cadre de l’étude des facteurs liés à l’attitude : ceux qui sont sensibles au prix et ceux qui fondent leur acceptation uniquement sur les renseignements relatifs à la valeur nutritive et à la santé figurant sur l’emballage. Les bienfaits nutritionnels n’ont aucun impact sur
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l’acceptation des produits par les consommateurs sensibles au prix. En fin de compte, leur décision d’acheter le produit est toujours basée sur le prix. Toutefois, les prix des produits diminuent généralement à mesure que l’industrie se développe, fait remarquer John Cranfield. Par ailleurs, plus les prétendus bienfaits nutritionnels du produit pour la santé augmentaient, plus l’acceptation était grande parmi le groupe de consommateurs fondant sa décision sur les renseignements relatifs à la valeur nutritive et à la santé. En ce qui concerne les facteurs comportementaux, l’étude du groupe témoin a permis de révéler que les consommateurs les plus susceptibles d’acheter des aliments contenant des composés chimiques fonctionnels avaient déjà adopté des comportements favorisant la santé. Le groupe témoin a également permis d’établir que la signification de l’expression « aliments fonctionnels » demeurait vague pour plusieurs consommateurs. John Cranfield explique que l’industrie doit améliorer l’information accessible sur ces aliments et les produits nutraceutiques, en mettant la priorité sur les plus usuels. Par exemple, les consommateurs ne sont peut être pas conscients que leur yogourt probiotique est un aliment fonctionnel, indique-t-il. Grâce au groupe témoin, les chercheurs espèrent suivre l’évolution à long terme des opinions et des attitudes des consommateurs en comparant leurs réponses au fil du temps. « Mieux comprendre l’acceptation des aliments par les consommateurs permettra aux chercheurs et à l’industrie de créer des produits adaptés à la demande », explique John Cranfield. Ont également participé à ce projet les chercheurs au niveau postdoctoral Oliver Masakure et Jose Blandon du département d’économie relative à l’alimentation, à l’agriculture et aux ressources de l’Université de Guelph. Cette recherche a été financée par l’AFMNet et le ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires rurales de l’Ontario. l
Cecil Forsberg
Kaitlyn Little
Lumière sur les valeurs et les questions d’éthique entourant la biotechnologie animale Kaitlyn Little Un nouveau livre regroupant les points de vue d’intervenants et d’experts examine les valeurs et les questions d’éthique liées à la biotechnologie animale. Ce livre repose sur une recherche visant
à évaluer les réactions des intervenants dans le cadre d’applications bien précises incluant notamment des animaux génétiquement modifiés et clonés. Le livre sera publié par les Presses de l’Université de Toronto en 2009. La professeure Sarah Hartley, du département de sciences politiques de l’Université Simon Fraser, et le professeur Conrad Brunk, du département de philosophie de l’Université de Victoria, ont demandé à six chercheurs spécialisés de rédiger des chapitres sur les conclusions d’une série de groupes de discussion auxquels ont pris part divers intervenants. Les chercheurs ont demandé aux participants d’explorer leurs points de vue sur les enjeux liés à la biotechnologie médicale, explique la professeure Hartley. « Cette approche n’a nullement la prétention de représenter l’ensemble de la population canadienne. Elle jette plutôt un peu de lumière sur ce que les intervenants pensent de ces questions », précise-t-elle. Au total, sept groupes de discussion ont été formés, auxquels ont participé des intervenants clés incluant des chercheurs scientifiques, des représentants d’organismes de réglementation gouvernementaux, des agriculteurs, des chercheurs en santé, des fournisseurs de soins de santé et des représentants de l’agriculture alternative et des droits des animaux. Les chercheurs ont présenté aux participants dix applications possibles de la biotechnologie animale, allant du clonage des taureaux à des fins agricoles à la modification génétique des souris pour la recherche en santé humaine. Ils leur ont également demandé de classer ces applications en ordre décroissant, de la plus à la moins justifiable.
Le classement n’était pas en soi le but premier de cet exercice. Il visait plutôt à mieux comprendre les valeurs sous-jacentes au classement et les avantages et inconvénients qui se sont dégagés de ces valeurs. Les résultats tirés des groupes de discussions étaient fort intéressants. Ils ont par exemple montré que les intervenants semblaient avoir établi une hiérarchie perçue de l’être, à savoir que plus l’animal est proche de l’humain sur l’échelle phylogénique (qui mesure le rapprochement en termes d’ancêtres communs), plus les participants avaient une réaction défavorable envers une application de biotechnologie animale en particulier. Les applications utilisant des souris ou des poissons ont ainsi été classées comme plus justifiables que celles ayant recours aux primates. Les chercheurs ont également constaté que l’utilisation de la biotechnologie animale à des fins purement économiques était considérée comme peu justifiable. Les participants des sept groupes de discussion ont ainsi considéré la production de poissons rouges brillant dans le noir (un article fantaisie vendu aux États-Unis) comme futile et par conséquent difficilement justifiable. Ces valeurs, les questions d’éthique et d’autres aspects sont abordés dans les six chapitres traitant de l’agriculture industrielle, de l’agriculture alternative, des droits des animaux, des soins de santé, de la recherche en santé et de la religion. L’introduction et le dernier chapitre traitant des conséquences en matière de réglementation de ces conclusions seront rédigés par les professeurs Hartley et Brunk. Le livre comprend également deux chapitres consacrés à l’état actuel de la biotechnologie animale et aux questions d’éthique connexes. « Nous espérons que le livre contribuera au débat sur la biotechnologie animale et servira de source d’information pour ceux qui désirent prendre connaissance d’un éventail d’opinions et d’enjeux », conclut la professeure Hartley. Mickey Gjerris, de l’Université de Copenhague, Paul Thompson, de l’Université du Michigan, Lyne Létourneau, de l’Université Laval, Harold Coward, de l’Université de Victoria, Nola Ries, de l’Université de l’Alberta, Peter Phillips, de l’Université de la Saskatchewan, et Lori Sheremeta, de l’Université de l’Alberta, figurent au nombre des auteurs. Cecil Forsberg, de l’Université de Guelph, et David Fraser, de l’Université de la Colombie-Britannique, font office de conseillers scientifiques pour le projet. Michelle Illing, de l’Agence canadienne d’inspection des aliments, et Amanda Whitfield, de Santé Canada, sont les partenaires gouvernementaux du projet. Keith Pitts, anciennement de la Pew Initiative et de Genome BC, est également un des partenaires du projet. Ce projet a été financé par l’AFMNet. l
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- Prof. Rotimi Aluko
Un tueur de géants
Ian McCausland
« Inhiber la production de rénine équivaut à trancher la tête d’un géant qu’on appelle hypertension. »
Le professeur Rotimi Aluko de l’Université du Manitoba travaille sur des peptides de pois capables de réduire l’hypertension et de traiter les maladies du rein.
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Produits Des peptides de pois pour lutter contre l’hypertension et les maladies du rein
Gel antiinflammatoire
Anupriya Dewan
Des chercheurs de l’Université du Manitoba auraient réussi à combattre l’hypertension et les maladies du rein à l’aide de protéines de pois hydrolysées et divisées en peptides. Selon Rotimi Aluko, professeur au département des sciences de la nutrition, les peptides de pois agissent contre l’hypertension de deux façons. Ils bloquent la production de rénine, la cause fondamentale de l’hypertension artérielle qui se situe à l’origine de la voie biochimique, et réduisent la progression de la maladie du rein. Les médicaments utilisés actuellement pour traiter l’hypertension ciblent l’enzyme de conversion de l’angiotensine (ECA), qui a pour effet d’amplifier l’action de la rénine, ce qui nuit au traitement de la maladie du rein concomitante. L’organisme utilise divers composés, dont la rénine, pour réguler la tension artérielle en modifiant le diamètre des vaisseaux sanguins. La rénine augmente la tension artérielle en produisant un composé qui favorise la contraction des vaisseaux. S’il y a surproduction de rénine, les vaisseaux se contractent à l’excès, et la tension artérielle augmente dangereusement. L’ECA amplifie généralement l’effet de la rénine et aggrave ainsi le problème. « Inhiber la production de rénine équivaut à trancher la tête d’un géant qu’on appelle hypertension. On élimine le problème à la source, explique M. Aluko. En bloquant l’action de l’ECA, on coupe un bras au géant, mais il vit encore. » Les peptides de pois isolés bloquent l’action de la rénine et empêchent ainsi une contraction excessive des vaisseaux sanguins. La dilatation des vaisseaux maintient la tension artérielle à des valeurs normales, car le sang a suffisamment d’espace pour circuler librement. Lorsque l’organisme produit peu de rénine, l’ECA n’a pas d’effet amplificateur, ce qui règle le problème à la source. Les peptides de pois se révèlent donc plus efficaces pour traiter l’hypertension que les médicaments actuellement offerts, car ceux-ci ciblent l’ECA plutôt que la rénine. Les peptides isolés augmentent également les taux de cyclo-oxygénase 1 (Cox1), un enzyme qui réduit la quantité d’agents inflammatoires libérés par les reins. Une réduction de l’inflammation améliore la fonction rénale, et les reins malades arrivent plus difficilement à hausser la tension artérielle, ce qui règle cette cause d’hypertension à la base. Les études réalisées sur les animaux semblent prometteuses et sont les premières à s’attaquer aux causes fondamentales du problème, mais beaucoup reste à faire. M. Aluko prévoit également réaliser des études cliniques afin de mesurer l’effet des peptides sur l’humain. « Vaincre l’hypertension pourrait devenir aussi facile que de boire du jus ou de prendre un comprimé qui contient le peptide de pois », explique M. Aluko. Participent également à ces recherches Harold Aukema et Paramjit S. Tappia, professeurs à l’Université du Manitoba. Ce projet de recherche a été financé par l’AFMNet, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie et le Fonds pour les Centres d’excellence du Manitoba. l
Nouveau traitement potentiel des infections bactériennes à base d’antimicrobiens Hayley Millard Une expérience a démontré que les agents antimicrobiens naturels aidaient à combattre efficacement les infections bactériennes. Toutefois, bon nombre de ces composés sont hautement réactifs et se décomposent rapidement avant même d’entrer en contact avec les bactéries nuisibles. En trouvant un moyen de surmonter cet obstacle, les chercheurs pourraient mettre au point un traitement aux antimicrobiens encore plus efficace que les antibiotiques, dont l’usage prolongé peut favoriser l’apparition d’infections bactériennes qui leur résistent. Les professeurs Dérick Rousseau et Allan Paulson, de l’Université Ryerson et de l’Université Dalhousie respectivement, étudient actuellement les propriétés de l’isothiocyanate d’allyle, un antimicrobien hautement hydrosoluble. Bien que l’isothiocyanate d’allyle inhibe la croissance des bactéries, il réagit d’abord avec d’autres éléments présents dans l’organisme avant de pouvoir s’attaquer au véritable problème : les bactéries nuisibles. Les professeurs Rousseau et Paulson cherchent donc un moyen de neutraliser l’isothiocyanate d’allyle afin qu’il ne soit actif que dans la région infectée. Selon eux, la solution se trouve dans l’hydrogel, un composé de gel rigide. Ils croient en effet que, présentés sous forme de gélules ingérables ou de timbres de gel qu’on appose sur la peau, les agents antimicrobiens réactifs comme l’isothiocyanate d’allyle pourraient être libérés de façon contrôlée. Une fois la gélule avalée ou le timbre apposé sur la peau, le gel gonfle pour devenir plus poreux. En contrôlant la dilatation des pores, il serait donc possible de réguler la vitesse à laquelle l’antimicrobien est libéré. Les professeurs Rousseau et Paulson testent actuellement la composition complexe de l’hydrogel afin de contrôler la taille des pores et leur expansion lorsque le gel gonfle. « Nous tentons de mettre au point une gélule qui libérera de façon contrôlée, lentement et en temps opportun, le composé encapsulé, explique le professeur Rousseau. Si les pores sont trop petits, la quantité de composé antimicrobien libérée sera trop faible. À l’inverse, s’ils sont trop dilatés, une dose excessive sera libérée trop rapidement. » Participent également à ces recherches les professeurs Michael Nickerson, de l’Université de la Saskatchewan; Gianfranco Mazzanti et Lisbeth Truelstrup Hansen, de l’Université Dalhousie; Pascal Delaquis, d’Agriculture et Agroalimentaire Canada et le physicien David Pink, de l’Université St. Francis Xavier. Ce projet de recherche est financé par l’AFMNet. l
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Produits
Une atténuation des symptômes des maladies intestinales grâce à des bactéries fort utiles Des chercheurs s’intéressent à de nouvelles techniques favorisant la santé du côlon. Matthew DiCicco Les probiotiques, aussi appelés « bonnes » bactéries, permettraient de réduire les risques de
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cancer du côlon, de favoriser l’absorption des minéraux et de lutter contre les bactéries nuisibles. Des chercheurs de l’Université de la Saskatchewan étudient actuellement de nouvelles façons de transporter les probiotiques de manière sécuritaire jusqu’au gros intestin afin qu’elles y prolifèrent. Certaines bactéries utiles sont présentes naturellement dans le côlon. Toutefois, elles ne peuvent se reproduire sans l’apport d’une alimentation saine et sans l’aide des prébiotiques – des éléments contenus dans les aliments qui favorisent la prolifération des probiotiques et leur permettent de supplanter les bactéries nuisibles comme l’Escherichia coli. C’est ici que le professeur Nicholas Low et son équipe de recherche du département des sciences de l’alimentation et des bioproduits entrent en jeu, leurs recherches consistant à
découvrir comment combiner efficacement prébiotiques et probiotiques dans des gélules afin de les acheminer et de les libérer directement dans le gros intestin. « Ces recherches pourraient avoir des retombées considérables sur la santé de personnes de tous horizons », explique le professeur Low. Le projet vise principalement à identifier les oligosides – des glucides contenus naturellement dans plusieurs végétaux – qui pourraient être utilisés comme prébiotiques et à définir leur rôle en ce qui concerne la prolifération des probiotiques. Les oligosides constituent des prébiotiques intéressants puisqu’ils sont riches en carbone utile aux probiotiques tout en étant inutilisables par les bactéries nuisibles. Habituellement, les oligosides échappent à la digestion dans le petit intestin et progressent vers le côlon, où ils contribuent à la croissance des bactéries utiles. La plupart des probiotiques présents dans l’alimentation proviennent des produits laitiers de culture, comme le yogourt. Une fois dans l’estomac, les probiotiques sont éliminés directement par l’acidité du milieu, par l’action du processus normal de la digestion, ou par les deux à la fois. L’estomac étant conçu pour tuer les bactéries qu’elles soient utiles ou nuisibles, les chercheurs tentent aujourd’hui de trouver le juste équilibre entre prébiotiques et probiotiques, pour en faire des gélules capables d’accéder directement aux intestins. L’encapsulation est un aspect important de la recherche, car sans protection adéquate, les probiotiques risquent d’être éliminés par l’estomac avant d’accéder au gros intestin, ou de passer tout droit sans être absorbés une fois à l’intérieur du côlon. L’encapsulation avec une protéine adaptée permettrait à la gélule de passer outre l’estomac pour se désintégrer en temps opportun et en maximiser les bienfaits pour la santé. Dans l’avenir, ce procédé multicomposé pourra être utilisé comme ingrédient dans la fabrication d’aliments fonctionnels qui agiront directement sur le système digestif des êtres humains et des animaux. Pour le moment, le seul fait de réussir à combiner efficacement ces trois composantes constituera une réussite considérable en soi. « Combiner ces trois composantes est un défi scientifique de taille », précise M. Low. Les professeurs Michael Nickerson et Darren Korber, du département des sciences de l’alimentation et des bioproduits de l’Université de la Saskatchewan, participent également au projet. Les recherches ont été financées par l’AFMNet, le Fonds de développement agricole de la Saskatchewan et la société Bioriginal Food & Science Corporation. l
Des protéines naturelles combatives Arpana Chakravarty Les infections alimentaires bactériennes constituent une menace pour l’approvisionnement en denrées. De plus, il est devenu nécessaire de prolonger la durée de conservation des produits alimentaires. Des chercheurs des Universités Dalhousie et St. Francis Xavier croient pouvoir améliorer ce point grâce aux protéines antibactériennes. Tous les organismes vivants se composent de molécules protéiques innées, les peptides antimicrobiens cationiques (CAP), qui combattent naturellement les bactéries. Les chercheurs tentent de découvrir comment les peptides antimicrobiens cationiques arrivent à pénétrer les bactéries, afin de mieux comprendre comment ils luttent contre les bactéries responsables des maladies et de la détérioration des aliments. Tom Gill, professeur du département des sciences appliquées et du génie des procédés à l’Université Dalhousie, s’efforce de comprendre comment les peptides antimicrobiens cationiques parviennent à inhiber l’action des bactéries Gram négatif, un type de bactérie doté d’une structure de membrane cellulaire unique. « Les peptides antimicrobiens cationiques sont des agents protecteurs naturels, explique le professeur Gill. Ils sont présents dans tout organisme vivant, alors pourquoi ne pas y avoir recours pour conserver les aliments? » Les peptides antimicrobiens cationiques ont la propriété unique de s’introduire dans les bactéries pour ensuite les détruire. Le professeur Gill tente actuellement de comprendre comment les peptides traversent les porines – des protéines de forme cylindrique situées sur la paroi externe de la membrane cellulaire qui permettent aux nutriments de pénétrer dans la cellule et aux déchets d’en sortir – afin de mettre au point une protéine synthétique imitant la structure de la porine pour être en mesure de l’intégrer aux aliments. Pour ce faire, il extrait d’abord la protamine, une forme de peptide antimicrobien cationique
contenue naturellement dans le hareng, et la purifie. Ensuite, ses collègues séparent les porines de la bactérie pour les introduire dans une paroi cellulaire synthétique afin d’observer la méthode utilisée par la protamine pour pénétrer la membrane. Cette approche multidisciplinaire repose en outre sur la participation du professeur David Pink, physicien théoricien de l’Université St. Francis Xavier, dont le rôle consiste à prédire le comportement des molécules à l’aide de modèles mathématiques et de simulations par ordinateur. Les résultats sont ensuite éprouvés dans un cadre expérimental par les collègues de M. Pink, ou permettent à ces derniers de prévoir ou d’établir de nouveaux paramètres de recherche. Pour s’assurer que les peptides atteignent leur cible, les chercheurs tentent de mettre au point une plateforme capable de libérer des peptides antimicrobiens cationiques protégés par des porines cylindriques afin qu’ils ne soient pas absorbés par les enzymes bactériennes ou leur servent de cible en s’introduisant dans la cellule. Le professeur Pink a conçu un modèle mathématique et une simulation par ordinateur expressément pour cette plateforme de libération des peptides. Bien que ce système n’ait pas encore été éprouvé en laboratoire, les résultats s’annoncent très prometteurs.
antibactériens, comme la pénicilline, sur le plan de la résistance bactérienne. En effet, les bactéries sont de plus en plus résistantes aux traitements traditionnels, un grave problème que les peptides antimicrobiens cationiques pourraient contribuer à résoudre. Les résultats de ce projet pourraient mener à l’élaboration de nouveaux antimicrobiens (des médicaments qui tuent les microbes tels que les bactéries, les champignons et les virus ou luttent contre leur prolifération) et peut-être même de composés antibactériens améliorés destinés au secteur de la santé. « Nous nous attaquons à un problème auquel font face tant le secteur de la santé que l’industrie alimentaire », précise-t-il. Cette recherche a été soutenue par l’AFMNet, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie ainsi que le Fonds d’innovation de l’Atlantique. Ont également participé à cette recherche les professeurs Erich Sackmann, de l’Université technique de Munich, et Motomu Tanaka, de l’Université d’Heidelberg, et enfin Terry Beveridge, du département de biologie moléculaire et cellulaire de l’Université de Guelph. l
Eduardo Luzzatti Buyé
« Nous pouvons raisonnablement croire que nous avons mis au point un véhicule qui permettra aux peptides antimicrobiens cationiques d’atteindre les surfaces bactériennes visées », souligne M. Pink. La recherche montre qu’un traitement à long terme à base de peptides antimicrobiens cationiques n’agit pas de la même manière qu’un traitement utilisant d’autres composés
Les chercheurs ont étudié la protamine, un peptide antimicrobien cationique (CAP) naturellement contenu dans le hareng, pour découvrir comment elle combat les bactéries. Grâce aux résultats de cette recherche, les chercheurs pourront créer une version synthétique de ce peptide afin de conserver les aliments. AFMNet – ADVANCE 2009
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Transition stratégique et application de la recherche
Des peptides au secours des récoltes Arpana Chakravarty
Ravinder Kumar
Dmytro Yevtushenko et Ravinder Kumar, de l’Université de Victoria, introduisent des peptides antimicrobiens – qui combattent naturellement les maladies chez les grenouilles et les insectes – dans des végétaux pour créer des plantes transgéniques résistant aux maladies.
D’après un membre de l’AFMNet, l’élaboration de végétaux résistants aux maladies courantes permettrait d’accroître la productivité des cultures. En effet, Ravinder Kumar, de l’Université de Victoria, soutient que ses travaux permettront de répondre à la demande accrue de nourriture, conséquence directe de la croissance démographique. « La rareté de la nourriture peut devenir un enjeu majeur si nous ne prenons pas les mesures qui s’imposent dès maintenant. D’où la nécessité d’avoir recours à une technologie capable de protéger efficacement nos récoltes. Or, nous disposons de cette technologie », ajoute-t-il. L’équipe de recherche de M. Kumar travaille actuellement sur les peptides antimicrobiens, un type de protéines qui combat naturellement les maladies. Les chercheurs ont introduit des peptides dans différentes espèces végétales afin de les rendre résistantes à divers agents pathogènes, parmi lesquels les mycotoxines, qui présentent une grave menace pour
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la sécurité alimentaire. Les peptides proviennent de sources variées, notamment des grenouilles et des insectes, qui vivent dans des milieux hostiles et ont une capacité innée de se prémunir contre les infections. Comme les peptides sont issus d’un gène bien précis, il suffit d’identifier ce gène pour l’introduire ensuite dans les végétaux. La résistance des plantes transgéniques ainsi créées est ensuite rigoureusement mise à l’épreuve contre tout un éventail d’agents pathogènes. D’après M. Kumar, améliorer la résistance naturelle des végétaux est une solution de rechange écologique à l’utilisation de pesticides. « Contrairement à d’autres moyens utilisés pour accroître la résistance des végétaux associés à de faibles rendements, nous sommes heureux de constater que cette technologie augmente la productivité de 15 à 20 pour cent, même en l’absence de maladies, précise-t-il. Cette technique présente le double avantage de réduire les pertes lors de la culture et de l’entreposage, et de produire des aliments plus sécuritaires. » L’équipe de recherche s’efforce actuellement de trouver un moyen d’activer le gène uniquement lorsque la situation l’exige, une approche qui atténuerait les inquiétudes face aux cultures transgéniques. « Nous croyons beaucoup en ces recherches, car la population mondiale ne cesse de croître et les terres arables se font de plus en plus rares, accentuant ainsi le besoin d’améliorer la productivité agricole. En disposant d’une certaine technologie, nous pourrons intervenir à tout moment. Même si nous n’en avons pas besoin actuellement, nous devons prévoir le jour où l’agriculture traditionnelle n’arrivera plus à satisfaire la demande », souligne M. Kumar. Le chercheur compte réaliser prochainement des études sur le terrain en Inde. Dirigée par Santosh Misra, professeur du département de biochimie et de microbiologie de l’Université de Victoria, l’équipe de recherche se compose en outre de Dmytro Yevtushenko, du même département. Ce projet de recherche a été financé par l’AFMNet. l
Nouvelle méthode de lutte contre la pourriture Par Kaitlyn Little Tim Swanky
Lorsque les pommes sont exposées à des agents pathogènes fongiques pendant leur croissance, elles sont plus susceptibles de pourrir après la récolte. Ce problème entraîne chaque année des pertes de cinq à dix pour cent des récoltes. Des chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique ont mis au point une double stratégie afin de protéger les pommes de ces agents pathogènes. Cette méthode combine la détection sur place des agents pathogènes et l’utilisation d’un agent biologique organique neutralisant pour protéger les fruits exposés. Louise Nelson, professeure au département de biologie et de géographie physique, et son équipe de recherche ont mis au point une technologie de jeux ordonnés de macroéchantillons d’ADN capable de détecter les trois agents pathogènes les plus courants (la moisissure bleue, la pourriture grise et le mucor) dans des échantillons d’air, de feuilles et de bourgeons prélevés dans le verger pendant la période de végétation. L’équipe a en outre cerné divers isolats bactériens du sol pouvant servir d’agent de contrôle biologique afin de protéger les pommes de la pourriture pendant leur entreposage. « Notre objectif est de mettre au point de nouvelles méthodes commerciales de détection et de contrôle des agents pathogènes fongiques », explique la professeure Nelson. Un premier essai sur le terrain a permis aux chercheurs de déterminer que les isolats bactériens des sols permettaient de protéger les pommes pendant les trois premiers mois d’entreposage sous froid. L’équipe se penchera maintenant sur la survie des isolats sur les pommes entreposées pendant plus de trois mois, une question sanitaire et réglementaire importante à prendre en considération avant la mise en marché du produit. Ensuite, les chercheurs utiliseront la technologie de microéchantillonnage d’ADN pour tenter de constater le lien existant entre le climat et divers autres facteurs, comme l’humidité et la présence d’agents pathogènes lors du bourgeonnement et de la nouaison, et la fréquence de la maladie lors de l’entreposage. Ils espèrent ainsi pouvoir concevoir un modèle prédictif permettant aux pomiculteurs d’évaluer le risque de maladies lors de l’entreposage. Participent également à ces recherches Danielle Hirkala et Daylin Mantyka, respectivement chercheuse postdoctorale et étudiante au doctorat de l’Université de la Colombie-Britannique, ainsi que Peter Sholberg, du Centre de recherches agroalimentaires du Pacifique du ministère de l’Agriculture et de l’Agroalimentaire du Canada. Ce projet a été financé par l’AFMNet. l
(de gauche à droite) Daylin Mantyka, la professeure Louise Nelson et Danielle Hirkala, toutes trois chercheuses à l’Université de la Colombie Britannique, cherchent à élaborer des méthodes de dépistage précoce des agents pathogènes fongiques qui font pourrir les fruits après la récolte.
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Transition stratégique et application de la recherche
La consommation de yogourt probiotique enrichi d’oligoéléments peut grandement réduire les effets secondaires liés au VIH/sida, comme la nausée, l’immunodéficience et la diarrhée.
Un yogourt pas comme les autres Les avantages du yogourt probiotique enrichi d’oligoéléments pour les patients atteints du VIH/sida Par Andrea Hruska
Ina Peters
La nausée, l’immunodéficience et la diarrhée sont au nombre des effets secondaires ressentis quotidiennement par de nombreuses personnes atteintes du VIH/sida, à plus forte raison au fur et à mesure que le système immunitaire s’affaiblit. Le professeur Gregor Reid, du département de microbiologie et d’immunologie de l’Université Western Ontario, et Jaimie Hemsworth, étudiante de maîtrise au Collège Brescia, ont récemment terminé des essais cliniques portant sur un yogourt probiotique enrichi d’oligoéléments – un yogourt nature additionné de Lactobacillus rhamnosus GR-1 et de divers oligoéléments. « L’alimentation influe sur la santé à bien des égards », explique le professeur Reid. Les bactéries présentes dans l’organisme jouent un rôle extraordinaire dans notre existence même. » Les probiotiques favorisent la santé du système immunitaire de plusieurs façons, notamment en signalant aux lymphocytes T – une catégorie de globules blancs qui attaquent les envahisseurs – qu’ils doivent s’activer. L’affaiblissement du système immunitaire chez les patients atteints du VIH/sida (caractérisé par une diminution du nombre de cellules qui possèdent le récepteur CD4) accroît considérablement leur vulnérabilité aux bactéries néfastes et aux virus courants comme la grippe, la pneumonie et le rhume. Au printemps 2008, Mme Hemsworth avait réalisé une étude pilote à la HIV Clinic
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de London, en Ontario, démontrant que le yogourt probiotique enrichi d’oligoéléments pouvait contribuer au mieux-être des patients atteints du VIH. Elle s’était ensuite rendue en Afrique au laboratoire de recherche Lawson de l’Institut national de recherche médicale de la Tanzanie afin de vérifier l’efficacité de cette approche sur les patients sidatiques de l’Institut. Grâce au programme Western Heads East, des mères de la région avaient appris, peu de temps auparavant, comment fabriquer du yogourt probiotique. Avec l’aide de Mme Hemworth, elles ont mis au point une nouvelle recette dans leur cuisine communautaire. Les participants atteints du VIH/sida ont été recrutés avec l’aide d’un étudiant local, Ruben Hummelen. Deux groupes dont les participants ont été sélectionnés au hasard ont été formés. Le premier a essayé le nouveau yogourt et le groupe témoin s’est vu offrir un yogourt ordinaire. Cent douze patients ont participé à l’étude, un nombre largement au-dessus des attentes. Les participants ont consommé quotidiennement le yogourt probiotique pendant un mois et les résultats ont montré que la résistance à la maladie des patients dont le système immunitaire était le plus faible et ayant essayé la nouvelle formule de yogourt s’était accrue de manière considérable. De plus, ils jouissaient d’une énergie accrue pour faire face aux difficultés de la vie quotidienne. Ce projet de recherche a été financé par l’AFMNet. l