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Dossier | Plantes

Un monde sous-vitaminé

Les carences en vitamines sont la cause de nombreuses maladies et décès dans le monde. La recherche sur les plantes peut apporter une aide à ces personnes, notamment grâce au génie génétique

Le monde manque de vitamines. Des milliards d’habitants de cette planète, à cause d’une alimentation déficiente, souffrent de carence d’une ou de plusieurs de ces molécules indispensables à la vie et développent par conséquent de nombreuses maladies, parfois mortelles. La recherche sur les plantes, principales sources naturelles de vitamines pour l’être humain, peut contribuer à améliorer cette situation dramatique, notamment grâce au génie génétique ou à l’exploitation des variations génétiques naturelles. C’est en tout cas le point de vue soutenu par Theresa Fitzpatrick, professeure associée au Département de botanique et de biologie végétale de la Faculté des sciences, dans un article collectif paru dans le numéro de The Plant Cell du mois de février.

«Pour une majorité de la population mondiale, le régime alimentaire est presque exclusivement composé d’une des cinq plantes les plus cultivées sur Terre: le blé, le riz, le maïs, la pomme de terre ou le manioc, explique Theresa Fitzpatrick. Il se trouve que la teneur de ces végétaux en vitamines est systématiquement en dessous des exigences minimales. La manière la plus évidente, à première vue, de pallier ce manque consiste à diversifier son alimentation avec des fruits et légumes. Malheureusement, les personnes concernées n’en ont généralement pas les moyens.»

700 000 enfants morts par année

Ainsi, selon l’Organisation mondiale de la santé, un tiers des enfants de moins de 5 ans dans le monde souffrent de carence en vitamine A. Environ 700 000 d’entre eux en meurent chaque année et 500 000 autres en deviennent aveugles. Le manque de vitamine B1, lui, provoque une maladie appelée béribéri qui est caractérisée par une insuffisance cardiaque et des troubles neurologiques qui peuvent entraîner la mort. Les insuffisances en d’autres vitamines sont tour à tour associées à des affections aussi diverses que la démence, les dermatites, les désordres mentaux, les maladies cardiovasculaires, le diabète, les malformations dans le développement du fœtus, le scorbut, l’ostéoporose, etc. La liste est longue.

Les vitamines sont des micronutriments, c’est-à-dire qu’elles ne se rencontrent qu’en très petites quantités, ce qui rend leur étude biochimique relativement difficile. L’avantage, c’est que même une légère augmentation de leur teneur dans l’alimentation peut avoir rapidement d’importants effets positifs sur la santé.

«La recherche sur les plantes permet de mieux connaître le processus de synthèse de ces vitamines tel qu’il se déroule dans les plantes, explique Theresa Fitzpatrick. Au cours des dix dernières années, des progrès considérables ont été accomplis dans ce domaine. Notre vision de ces mécanismes, impliquant plusieurs gènes et de nombreuses voies de réactions biochimiques, est aujourd’hui relativement complète.» La chercheuse genevoise a d’ailleurs contribué à cet effort notamment en découvrant la machinerie moléculaire à l’origine de la synthèse des vitamines B1 et B6.

L’étape suivante est le développement de cultures «survitaminées». L’une des stratégies pour y parvenir consiste à exploiter, de manière plus ou moins classique, la variation naturelle des espèces de plantes. Il s’agit de produire (en provoquant des mutations) ou de sélectionner les variétés plus riches en vitamines, en s’aidant notamment de tout l’arsenal de la génétique, d’opérer des croisements, etc. Plusieurs essais ont déjà été réalisés, notamment sur des variétés de maïs, de manioc, de tomates, de fraises et de pommes. Cette approche est toutefois gourmande en temps et en argent.

Plus économe mais aussi plus controversée, la manipulation génétique permet d’aller droit au but. Au moins deux expériences sont déjà en cours, dont celle du riz doré qu’Ingo Potrykus, professeur honoraire à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, a développé en 2000. Cet organisme a été génétiquement modifié afin que les parties comestibles du riz contiennent un précurseur de la provitamine A. Cette céréale, qui arbore une couleur dorée n’est pas encore utilisée pour la consommation humaine.

L’article de Theresa Fitzpatrick et de ses collègues cite néanmoins une étude qui a évalué l’impact positif que pourrait avoir le riz doré sur la population indienne. Il en résulte que dans ce pays, la céréale génétiquement modifiée pourrait sauver, chaque année, l’équivalent de 1,38 million d’années perdues pour cause de maladie, d’invalidité ou de mort précoce. De plus, le coût de chacune de ces années sauvées serait de 3,1 dollars si l’on utilisait le riz doré, de 84 dollars si l’on passait par l’enrichissement industriel des aliments (à l’image du sel iodé et fluoré dans nos pays) et de 134 dollars avec la distribution de pilules vitaminées.

Riz jaune

En plus des oppositions concernant la technologie des organismes génétiquement modifiés (OGM) et visant donc également le riz doré, ce dernier a le désavantage d’être jaune. Il n’est pas sûr que les gens auxquels il est adressé acceptent facilement que leur aliment de base change ainsi brusquement de couleur. Il se trouve cependant que le précurseur de la provitamine A est une exception. Les autres vitamines n’ont pas de couleur ni de goût spécial. Dans ces cas, les cultures génétiquement enrichies ne devraient pas heurter les préférences alimentaires des populations cibles.

«La stratégie génétique demande un investissement initial important, précise Theresa Fitzpatrick. En plus de la manipulation génétique elle-même, il faut notamment s’assurer que les vitamines ainsi produites par les plantes ne se dégradent pas, qu’elles résistent au stockage des céréales et à leur cuisson et qu’elles déploient leurs effets sur la population qui les consomme, etc. Mais une fois ces obstacles franchis, ces plantes génétiquement enrichies suivront les filières de distribution classiques et seront finalement produites par les paysans eux-mêmes.»

Treize molécules vitales

Le terme de vitamine regroupe un petit groupe de molécules organiques qui doivent absolument faire partie du régime alimentaire des êtres humains. La première d’entre elles, la vitamine B1, a été découverte il y a un siècle exactement. Le biochimiste polonais Casimir Funk l’a en effet isolée en 1912 à partir du riz complet (elle est absente du riz blanc) et s’est rendu compte qu’elle était capable de diminuer les effets du béribéri, une maladie endémique en Asie et caractérisée par une insuffisance cardiaque et des troubles neurologiques.

Aujourd’hui, les chercheurs ont identifié 13 de ces micronutriments. Certains sont solubles dans les lipides (les vitamines A, D, E et K), d’autres dans l’eau (les vitamines B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9, B12 et C). Les vitamines sont synthétisées par les bactéries, les champignons et les plantes. Les animaux, eux, ont perdu cette faculté et doivent donc s’en procurer par l’alimentation. Le rôle principal de ces substances, aussi bien dans les plantes que dans les animaux, est celui de cofacteur, ou coenzyme, impliqué dans diverses réactions métaboliques. Autrement dit, sans elles, de nombreuses enzymes ne pourraient pas fonctionner, paralysant ainsi le fonctionnement d’un organisme.

Certaines vitamines jouent des rôles supplémentaires, que ce soit comme antioxydant (vitamines C et E), comme élément essentiel à la vision (provita-mine A) ou comme hormone impliquée dans la teneur sanguine en calcium et en phosphore (vitamine D). De plus, chez les plantes, les vitamines B1 et B6 sont également impliquées dans la réponse au stress (sécheresse, chaleur, attaque par un agent pathogène).