Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada
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Des pathogènes sur papier

Réussir l'épreuve décisive

Le 30 septembre 2009 – Au cours de la dernière décennie, le Canada a connu plus que sa part d'incidents d'ordre biologique : la tragédie de Walkerton en 2000, l'épidémie du syndrome respiratoire aigu sévère en 2003 et l'épidémie de listériose en 2008.

En 2003, un petit groupe de chercheurs ont étudié la possibilité d’utiliser du papier pour détecter et éliminer les pathogènes potentiellement nocifs.

Ce groupe, dirigé par Robert Pelton, chercheur appuyé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et professeur à la McMaster University, a commencé à mettre au point un papier bioactif, c’est-à-dire un papier qui pourrait déceler et détruire sans danger des bactéries et des virus, et ce, sans qu’il soit nécessaire de recourir à un laboratoire.

Cette idée a donné lieu à la création du This link will take you to another Web site Réseau SENTINEL sur le papier bioactif, lequel s’est étendu et compte maintenant plus de 25 professeurs provenant de 10 universités dans l’ensemble du pays. Le réseau comprend des experts en génie, en chimie, en biochimie, en microbiologie et en sciences de l’alimentation.

« Le but de nos travaux de recherche, mentionne M. Pelton, est de mettre au point un papier bioactif en faisant appel à une technologie qui permet au papier de changer de couleur en réaction aux pathogènes, comme le papier de tournesol qui réagit aux acides et aux bases. »

Cette technologie pourrait profondément changer le domaine de la détection des pathogènes et permettre de fabriquer des chemises, des gants et des masques d’hôpital qui identifieraient et détruiraient les pathogènes nocifs dès leur apparition. Elle pourrait également paver la voie à la mise au point d’un traitement de l’eau peu coûteux et efficace ainsi qu’à la détection et à la destruction rapides des contaminants dans l’industrie de l’emballage et de la transformation des viandes.

Dans le cadre de son Programme de subventions de réseaux stratégiques, le CRSNG a accordé une subvention de près de 8 millions de dollars, d’une durée de cinq ans (de 2005 à 2010), au Réseau SENTINEL sur le papier bioactif afin de lui permettre d’accélérer la mise au point du papier bioactif.  

L’efficacité du papier dépend de sa capacité à capturer un pathogène et à signaler sa présence à un observateur. M. Pelton mentionne que, comme la plupart des innovations, c’est plus facile à dire qu’à faire, car il faut modifier un agent de capture (habituellement un bactériophage ou un anticorps) de façon à ce qu’il reconnaisse un pathogène spécifique, se lie à lui et le capture. Le signalement d’une capture sans instruments représente un défi majeur et une large part des recherches du réseau. L’utilisation d’un bactériophage est une méthode que l’on étudie actuellement.

« Un bactériophage est un virus qui s’attaque seulement aux bactéries, explique M. Pelton. Il ressemble à un module lunaire doté de pattes fusiformes et surmonté d’une capsule qui contient son ADN. »

Pour lui conférer la capacité de signalement, on pourrait modifier génétiquement un bactériophage en insérant un gène de couleur dans son ADN de façon à ce qu’il devienne fluorescent une fois que des bactéries sont détruites. Cependant, selon M. Pelton, cette technologie en est encore à ses débuts.

Il faut également résoudre le problème suivant : il faut placer les composants finis sur du papier sous une forme stable qui peut survivre jusqu’à l’utilisation éventuelle du papier. « Ce problème pose un grand défi, indique M. Pelton, car la biochimie est un processus principalement humide, et les détecteurs à base de protéines, comme les anticorps ou les enzymes, sont facilement désactivés par la chaleur ou la lumière ou sèchent sur les surfaces. »

Même si M. Pelton et les membres du réseau devront franchir de nombreux obstacles pour mettre au point cette technologie unique, ils sont optimistes quant à son avenir. Comme le mentionne M. Pelton, « le papier bioactif a un potentiel pratiquement illimité d’améliorer la salubrité des hôpitaux et de la viande et pourrait constituer un moyen peu coûteux et efficace de traiter l’eau ».