L’équipe de recherche du laboratoire de microfluidique de Shih a
élaboré un système à usage unique, rapide et fiable qui détecte
la putrescine dans les échantillons de viande bovine.
La chaîne d’approvisionnement qui alimente le marché de la viande
partout au monde est hautement complexe et généralement très
efficace. Mais lorsque des perturbations survenant dans un coin de la
planète peuvent entraîner des retards de transport vers des régions
situées de l’autre côté de l’océan ou sur un autre continent,
l’altération de la viande devient un risque bien réel pour les
producteurs et les fournisseurs d’aliments de même que pour les
consommateurs. Et cela est d’autant plus vrai lorsque les
protocoles d’inspection des aliments sont laxistes.
Pour garantir la salubrité des aliments, un groupe de recherche de
l’Université Concordia a mis au point une nouvelle technologie peu
coûteuse, fiable et facile à utiliser qui permet de déceler la
présence d’une toxine appelée putrescine
dans la viande de bœuf. Comme le suggère son nom, la
putrescine est responsable des odeurs nauséabondes que dégagent les
viandes en putréfaction; si elle est consommée en grande quantité,
elle peut causer des maux de tête, des vomissements, de la diarrhée
et des palpitations cardiaques. Elle a également été associée à
un risque accru de cancer colorectal.
Les membres de l’équipe de recherche expliquent dans un article de
la revue Applied
Bio Materials comment ils ont élaboré ce biocapteur synthétique
sous forme de dispositif papier en utilisant une protéine présente
dans la nature.
«La conception d’un biocapteur à action rapide et facile à
utiliser qui donne aux gens la possibilité de vérifier la qualité
des aliments qu’ils consomment est une réalisation très
stimulante», affirme l’auteure principale de l’article Alaa
Selim (M. Sc. 2022), actuellement doctorante à la Vaccine
and Infectious Disease Organization de l’Université de la
Saskatchewan. «Nous avons voulu créer un dispositif que tout le
monde peut utiliser, jetable et exempt de toute substance toxique.»
Ses coauteurs sont ses anciens collègues doctorants au Laboratoire
de microfluidique de Shih, soit James Perry, Mohamed Nasr et Jay
Pimprikar, ainsi que Steve
Shih, professeur agrégé de génie électrique et informatique.
Des résultats qui se précisent au fil du temps
La technique qui sous-tend le capteur se fonde sur la protéosynthèse
acellulaire, qui consiste à générer une protéine en utilisant les
mécanismes biologiques cellulaires sans avoir recours à une cellule
vivante. Les chercheurs ont découvert que la protéine PuuR, qui
agit comme répresseur de la putrescine et que l’on trouve dans la
bactérie E. coli, pouvait être utilisée pour indiquer la
présence de putrescine.
En laboratoire, de la putrescine a été ajoutée à une solution
contenant le système acellulaire générant le répresseur, puis la
solution a été placée sur un papier et exposé à la lumière
ultraviolette afin de vérifier la présence de putrescine. Au bout
d’une heure, les chercheurs ont noté que le biocapteur avait
détecté la présence de putrescine; après quatre heures, ils ont
acquis la certitude que leurs relevés étaient très précis.
L’équipe a ensuite procédé à un test sur un échantillon de
viande. De minces tranches de bœuf conservées au congélateur, au
réfrigérateur et à la température ambiante ont été comparées
durant plusieurs jours pour déterminer la quantité de putrescine
accumulée. Comme on pouvait s’y attendre, les échantillons
conservés au congélateur et au réfrigérateur présentaient des
taux de putrescine très bas, tandis que ces taux étaient très
élevés pour la viande conservée à la température ambiante,
suffisamment pour rendre une personne malade. L’équipe a ensuite
comparé les résultats du biocapteur à ceux obtenus à l’aide des
analyses chromatographiques de pointe utilisées dans l’inspection
des aliments et a constaté une corrélation des résultats.
Une technologie fondamentale
Bien que l’arrivée sur le marché d’une version pleinement
fonctionnelle du biocapteur ne soit pas pour demain, l’équipe de
recherche est optimiste quant au potentiel du dispositif.
«Nous pensons que notre travail est un premier pas vers l’usage de
capteurs dans l’industrie de la préparation de la viande»,
indique le Pr Shih, titulaire de la chaire de recherche de
l’Université Concordia sur la microfluidique aux fins d’analyses
biologiques et chimiques. «De plus, nous croyons que cette technique
peut être utilisée dans d’autres domaines comme la détection de
la contamination environnementale par des métaux lourds et le
diagnostic du cancer et d’autres maladies.»
Selon Alaa Selim, ce qui importe le plus aux consommateurs est leur
santé et celle de leur famille. «J’aimerais que tous les
consommateurs, quelles que soient leurs connaissances en
technologies, soient en mesure d’utiliser cet outil, qu’il
s’agisse d’un universitaire, d’une mère de famille occupée ou
de personnes travaillant dans l’industrie de la restauration.»
Lisez l’article cité : «A
Synthetic Biosensor for Detecting Putrescine in Beef Samples.»
NB : L’image est de Georgia E. Perry.
