Des coquillages cachottiers

Il vous est sûrement arrivé de vous régaler d'huîtres, de palourdes, de crabes, de crevettes, de homards ou d'écrevisses. La prochaine fois que vous participerez à un tel festin, retenez votre geste au moment de jeter une coquille. Celle-ci contient un polymère de grande valeur appelé chitine. Un polymère est une longue chaîne constituée de nombreuses petites unités qui se répètent et qui, dans le cas qui nous occupe, forment une coquille destinée à protéger un animal aquatique. L'unité répétitive dans le cas de la chitine est le N-acétylglucosamine, qui est un monomère de glucose modifié d'azote (amine) et d'un groupe CO-CH3 (acétyle) rattachés au carbone C-2 de l'unité de glucose. Différentes animaux marins continennent de la chitine en diverses proportions, laquelle forme des complexes avec des molécules organiques ou inorganiques différentes, comme les protéines, le carbonate de calcium ou le phosphate de calcium, de même que des pigments qui donnent son apparence extérieure à la chitine.

Comme la chitine n'est pas soluble dans l'eau, ses applications sont limitées. Certains dérivés de la chitine (le même polymère fait de groupes légèrement différents rattachés au glucose), toutefois, peuvent ètre transformés par les chimistes en produits solubles dans des solvants aqueux. Cette découverte découle d'une recherche dirigée par le professeur Clive Elson du département de chimie de l'Université St. Mary's à Halifax. Afin de pouvoir exploiter sa trouvaille, le professeur Elson a fondé un laboratoire industriel appelé Nova Chem Ltd. où des chimistes font des recherches et élaborent les nombreuses applications des dérivés de la chitine. L'un de ces dérivés, appelé chitosan, diffère de la chitine en ce sens que le groupe acétyle en a été extrait par hydrolyse (lorsque le H2O rompt ou lyse une liaison), ne conservant que la liaison NH2 avec le glucose. Ce polymère est soluble dans des acides dilués parce que le positivement, ce qui rend le polymère plus soluble dans l'eau. L'autre dérivé, appelé N,O-carboxyméthyl chitosan (NOCC), diffère de la chitine en raison du remplacement du groupe acétyle par le groupe carboxyméthyle (CH2COOH) et de l'addition du groupe carboxyméthyle au groupe hydroxyle C-6 (OH) de l'unité de glucose. Cette molécule est beaucoup plus utile que la chitine ou le chitosan en biologie parce qu'elle se charge négativement et devient soluble dans des conditions légèrement basiques correspondant, par exemple, au pH physiologique.

Avant qu'une molécule étrangère quelconque ne soit introduite dans le corps à des fins biomédicales, elle doit faire l'objet d'essais poussés au cours desquels on s'assure que, une fois qu'elle sera introduite dans l'organisme, le système immunitaire ne l'attaquera pas pour l'éliminer. Les études portant sur les dérivés de la chitine ont prouvé que ce polymère est biocompatible (le système immunitaire ne l'attaque pas lorsqu'il est introduit dans le corps). Il résulte de cette biocompatibilité que N,O-carboxyméthyle chitosan peut être utilisé pour la greffe osseuse. Dans ce cas, le NOCC est mélangé à un autre produit chimique appelé hydroxyapatite (HA). Lorsqu'elles sont mélangées, ces deux molécules forment une pâte qui peut être utilisée comme du plâtre de Paris pour la réparation orthopédique de fractures. Une fois que la pâte malléable est appliquée à une fracture osseuse, elle obture la fracture dans l'os et renforce ce dernier. Le NOCC est également utilisé en chirurgie plastique. Les recherches à ce jour indiquent que ce produit accélère de 50 p. cent le processus de guérison des blessures au derme (couche intérieure de la peau). Cette vitesse de guérison accrue découle de l'accélération de la cruissance des cellules épithéliales qui forment la couche extérieure de la peau. Les mêmes recherches ont également permis de découvrir que le NOCC diminue le recrutement vers la région blessée de cellules qui sont la cause d'inflammations. La méthode a été appliquée à la transplantation de reins, où le NOCC a réduit les adhérences cellulaires indésirables. Le NOCC a également été utilisé pour transporter des médicaments dans des régions éloignées du corps.

Le NOCC est également précieux dans des applications non médicales, comme la conservation des fruits. Celle-ci est assurée par le dépôt d'une couche protectrice à la surface des fruits et des légumes à protéger, comme les pommes, les poires Bartlett, les poivrons, les tomates, les choux-fleurs, les choux de Bruxelles, les fraises et les courges. Cette couche protectrice prolonge la vie du fruit en lui conservant son humidité et en assurant une perméabilité sélective à certains gaz. La pellicule de NOCC permet au fruit de conserver son gaz carbonique, empêche l'oxygène de pénétrer et laisse échapper l'éthylène. La durée de vie d'un fruit peut ainsi s'accroître de plusieurs mois, parce que le gaz carbonique est aux fruits ce que l'oxygène est à l'humain et que l'éthylène, s'il est conservé, permet aux fruits de mûrir (en langage de fruiterie, d'arriver à maturation).

Les possibilités de ce polymère sont innombrables et l'on ne fait que commencer à lui trouver des applications. Restez à l'affût des prochaines découvertes de ces scientifiques de la Côte est canadienne.