CE43 - Bioéconomie : chimie, biotechnologie, procédés et approches système, de la biomasse aux usages

PhotobiofilmExplorer – PhotobiofilmExplorer

Résumé de soumission

Il est vital d'identifier de nouveaux médicaments pour faire face aux agents pathogènes résistants aux antibiotiques actuels. Les microalgues sont des organismes eucaryotes valorisables pour la production de composés d’intérêt, en particulier pour l’alimentation humaine ou animale. Elles sont traditionnellement cultivées en suspension dans des photobioréacteurs ou des raceways. Pour améliorer leur productivité et réduire les coûts environnementaux, une approche innovante, qui consiste à les cultiver dans un biofilm attaché à un support en mouvement, a été brevetée par trois des partenaires du projet. La start-up Inalve, née de cette technologie, a remporté plusieurs prix. Un biofilm est un assemblage de microorganismes insérés dans une matrice de polymères extracellulaires excrétés. Étonnamment, la plupart des espèces testées par Inalve sont capables de former des biofilms très résistants à la contamination biologique. Même en ajoutant du glucose, le rapport bactéries/microalgues reste faible, ce qui suggère que certains des composés libérés par les microalgues (et/ou les bactéries natives associées au biofilm) sont capables d'inhiber les envahisseurs et de jouer un rôle significatif dans la résilience et la stabilité du biofilm. Ces composés sont connus pour atteindre des concentrations telles qu’elles peuvent aussi impacter les micro-organismes planctoniques au voisinage du biofilm. Une vaste famille de substances allélopathiques a déjà été identifiée, lesquelles possèdent des bio-activités uniques à très fort potentiel en santé animale et humaine.

Le premier objectif de ce projet est de valider notre hypothèse de résistance associée à la production de substances allélopathiques. Le second est de caractériser et de produire ces nouveaux bio-composés valorisables pour la santé humaine et animale. Nos cibles principales sont les antibiotiques, mais d'autres activités seront testées, en particulier antivirales. La découverte de ces molécules naturelles aura un impact considérable en termes de valorisation, notamment sur la protection des poissons et des crustacés d’aquaculture (principal marché d'Inalve), et en pharmacologie grâce à la découverte d’antibiotiques et de composés antiviraux.

Photobiofilm Explorer est organisé en six volets techniques. Des biofilms de quatre espèces de microalgues marines à fort potentiel de production de composés allélochimiques seront cultivés et étudiés en même temps que leur phycosphère bactérienne. Le WP1 se focalisera sur l’effet de stress azotés sur la production de composés bioactifs. Le WP2 examinera le rôle des bactéries associées aux microalgues. Des outils de microscopie seront développés dans le WP3 pour évaluer la structure 3D des biofilms et leur relation avec la production de composés allélopathiques. L'activité antimicrobienne, la concentration et la nature des molécules allélochimiques seront étudiées dans le WP4 conjointement à un large screening de virus et de bactéries pathogènes pour l’homme et le poisson, inhibés par ces molécules. Les conditions favorisant la production allélochimique, une fois optimisées à l’aide des outils de simulation du WP5, seront testées avec les procédés pilotes d'Inalve dans le WP6.

Le consortium réunit des équipes reconnues pour leurs expertises: interactions algue-bactérie (MARBEC), physiologie des microalgues (LOV), caractérisation 3D multi-spécifique des biofilms (INRAE & CS), modélisation mathématique (INRIA & CS), ingénierie des bioprocédés (CS), culture industrielle de biofilms (Inalve). Les acteurs ont déjà efficacement collaboré entre eux avec de nombreuses réussites. Le projet est coordonné par O. Bernard, spécialiste mondialement reconnu des microalgues et de l'optimisation des bioprocédés, avec une solide expérience de la coordination de projets.

Coordinateur du projet

Monsieur Olivier BERNARD (Centre de Recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LGPM LABORATOIRE DE GENIE DES PROCEDES ET MATERIAUX
LOV Laboratoire d'océanographie de Villefranche
Inria Centre de Recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée
MARBEC Centre pour la biodiversité marine, l'exploitation et la conservation
INALVE
MICALIS MICrobiologie de l'ALImentation au service de la Santé

Aide de l'ANR 604 870 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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