Les scientifiques du NTU ont nourri les vers avec différents régimes en plastique et ont extrait les microbiomes de leur intestin, les incubant dans des flacons pour former un « intestin de ver » artificiel. Crédit : NTU Singapour
Un groupe de chercheurs de l’Université technologique de Nanyang à Singapour (NTU Singapour) a créé un « intestin de ver » artificiel capable de décomposer les plastiques. Cette innovation présente une solution prometteuse inspirée de la nature pour résoudre le problème mondial de la pollution plastique.
En nourrissant les vers avec du plastique et en cultivant des microbes trouvés dans leurs intestins, des chercheurs de l’École de génie civil et environnemental (CEE) de NTU et du Centre d’ingénierie des sciences de la vie environnementale de Singapour (SCELSE) ont démontré une nouvelle méthode pour accélérer la biodégradation du plastique.
Des études antérieures ont montré que les vers Zophobas atratus – les larves du ténébrion communément vendues comme aliments pour animaux de compagnie et connus sous le nom de « super vers » pour leur valeur nutritionnelle – peuvent survivre avec un régime alimentaire en plastique parce que leur intestin contient des bactéries capables de décomposer les types courants de Plastique. Cependant, leur utilisation dans la transformation des matières plastiques s’est avérée peu pratique en raison de la lenteur de l’alimentation et de l’entretien des vers.
Les scientifiques de NTU ont maintenant démontré un moyen de surmonter ces défis en isolant les bactéries intestinales du ver et en les utilisant pour effectuer le travail sans avoir recours à une reproduction de vers à grande échelle.
(De gauche à droite) Les membres de l’équipe de recherche du NTU comprennent le Dr Sakcham Bairoliya, chercheur ; Professeur agrégé Cao Bin ; et Dr Liu Yinan, chercheur. Crédit : NTU Singapour
Cao Bin, professeur agrégé de NTU à l’École de CEE et chercheur principal à SCELSE, a déclaré : « Un seul ver ne peut consommer qu’environ quelques milligrammes de plastique au cours de sa vie, alors imaginez le nombre de vers qui seraient nécessaires si nous devions compter sur sur eux pour traiter nos déchets plastiques. Notre méthode élimine ce besoin en supprimant le ver de l’équation. Nous nous concentrons sur le renforcement des microbes utiles dans l’intestin du ver et sur la construction d’un « intestin de ver » artificiel capable de décomposer efficacement les plastiques.
L’étude, récemment publiée dans Environnement Internationals’aligne sur l’engagement de l’Université à favoriser l’innovation et à traduire la recherche en solutions pratiques qui profitent à la société dans le cadre de son plan stratégique quinquennal NTU2025.
Développer un intestin de ver artificiel
Pour développer leur méthode, les scientifiques du NTU ont nourri trois groupes de super vers avec différents régimes en plastique – polyéthylène haute densité (HDPE), polypropylène (PP) et polystyrène (PS) – pendant 30 jours. Le groupe témoin a été nourri avec un régime à base de flocons d’avoine.
Les scientifiques du NTU ont sélectionné ces plastiques car ils font partie des plastiques les plus courants au monde, utilisés dans des articles quotidiens comme les boîtes de nourriture et les bouteilles de détergent. Le PEHD est un type de plastique connu pour sa résistance élevée aux chocs, ce qui le rend difficile à décomposer.
Les bactéries présentes dans les intestins de ces vers peuvent détruire les plastiques. Crédit : Université technologique de Nanyang
Après avoir nourri les vers avec du plastique, les scientifiques ont extrait les microbiomes de leur intestin et les ont incubés dans des flacons contenant des nutriments synthétiques et différents types de plastiques, formant ainsi un « intestin de ver » artificiel. Pendant six semaines, les microbiomes ont pu se développer dans les flacons à température ambiante.
Augmentation des bactéries dégradant le plastique
Les scientifiques ont découvert que par rapport au groupe témoin, les flacons contenant les microbiomes intestinaux des vers nourris au plastique présentaient une augmentation significative du nombre de bactéries dégradant le plastique.
De plus, les communautés microbiennes colonisant les plastiques dans les flacons étaient plus simples et mieux adaptées au type spécifique de plastique que les microbes trouvés sur les plastiques nourris directement aux vers. Lorsque les communautés microbiennes sont plus simples et ciblées sur un type spécifique de plastique, cela se traduit par un potentiel de dégradation plus efficace du plastique lorsqu’il est utilisé dans des applications réelles.
Le premier auteur de l’étude, le Dr Liu Yinan, chercheur à l’École du CEE et du SCELSE, a déclaré : « Notre étude représente la première tentative réussie signalée de développer des communautés bactériennes associées au plastique à partir des microbiomes intestinaux de vers nourris au plastique. En exposant les microbiomes intestinaux à des conditions spécifiques, nous avons pu augmenter l’abondance de bactéries dégradant le plastique présentes dans notre « intestin de ver » artificiel, ce qui suggère que notre méthode est stable et reproductible à grande échelle.
Les chercheurs affirment que leur preuve de concept jette les bases du développement d’approches biotechnologiques utilisant les microbiomes intestinaux des vers pour traiter les déchets plastiques.
Pour les prochaines étapes, les chercheurs souhaitent comprendre comment les bactéries présentes dans l’intestin du superver décomposent les plastiques au niveau moléculaire. Comprendre ce mécanisme aidera les scientifiques à créer des communautés bactériennes dégradant le plastique afin de décomposer efficacement les plastiques à l’avenir.
