Vous avez une plante avec un boo-boo? Essayez un pansement végétal.
Une forme pure de cellulose produite par les bactéries peut agir comme un bandage végétal, rapportent les chercheurs, renforçant considérablement la guérison et la régénération chez les plantes. La constatation, décrite le 12 février dans Avancées scientifiquesa des implications potentielles pour l'agriculture et la recherche sur les plantes.
Contrairement aux animaux, les plantes ne peuvent pas échapper au danger et s'appuyer plutôt sur des capacités de régénération remarquables. La cellulose bactérienne – déjà utilisée en médecine humaine pour traiter les plaies et les brûlures en raison de sa biocompatibilité, de sa biodégradabilité et de sa rétention élevée en eau – s'est également avérée également améliorer la guérison des plantes.
Le biologiste des plantes Núria Sánchez Coll et ses collègues testaient des patchs de cellulose bactériennes intégrés avec des nanoparticules d'argent pour prévenir les infections chez les plantes blessées. Ils ont rapidement remarqué que les blessures traitées avec les patchs soient mieux guéries et plus rapides. «Cela nous a intéressés à trouver la cause moléculaire de ce processus», explique Sánchez Coll, du Center for Research in Agricultural Genomics à Barcelone.
Pour tester l'efficacité des patchs comme dispositifs de guérison, les scientifiques ont fait de petites coupes dans les feuilles de deux plantes de laboratoire communes, Nicotiana Benthamiana et Arabidopsis thalianaappliquant les «pansements» à la moitié des blessures. Après une semaine, plus de 80% des blessures traitées avaient complètement guéri, contre moins de 20% des non traitées. L'analyse microscopique a montré que les tissus des blessures traités semblaient sains, tandis que les plaies non traitées ont montré des signes de détresse et de déshydratation.
L'équipe a également découvert que les patchs amélioraient considérablement la régénération des plantes, en particulier dans les expériences de clonage. De nombreuses plantes se reproduisent asexuellement par propagation végétative, un processus utilisé dans la recherche et l'agriculture pour développer une nouvelle plante génétiquement identique à partir d'un autre. Lorsque des plaques de cellulose bactérienne ont été ajoutées aux boutures dans les boîtes de Pétri, les plantes se régénéraient plus rapidement, développant des racines et part plus rapidement que les boutures non traitées. Curieusement, les parcelles fabriquées à partir de cellulose produite par des plantes n'avaient pas le même effet.
Une analyse chimique a révélé que la cellulose bactérienne contenait des hormones végétales, probablement produites par les bactéries responsables de sa synthèse. Les bactéries ont coévolue avec les plantes pendant des millions d'années, produisant des hormones qui influencent le comportement des plantes au profit des bactéries. Les chercheurs ont été surpris que ces hormones soient restées intactes malgré la stérilisation antérieure des patchs pour éviter la contamination. « Nous pensons que la matrice de cellulose est si dense qu'elle préserve les hormones, qui restent bioactives », explique Sánchez Coll.
À un niveau génétique, la guérison bactérienne induite par la cellulose semble distincte de la réparation normale des plaies des plantes. La cellulose bactérienne a déclenché un ensemble différent de gènes, ce qui en désactivait généralement la guérison tout en activant d'autres liés à la défense des infections. Les chercheurs pensent que cette réponse altérée résulte d'une combinaison de facteurs: la blessure elle-même, la présence d'hormones bactériennes et la réaction de la plante à la cellulose bactérienne en tant que corps étranger, déclenchant potentiellement un mécanisme défensif.
Bien que la cellulose bactérienne ait été largement utilisée en médecine humaine, c'est la première fois qu'elle a une activité biologique intrinsèque, explique Anna Roig, scientifique des matériaux à l'Institut de science des matériaux de Barcelone qui n'a pas été impliquée dans l'étude.
Le scientifique des plantes Javier Agustí, également non impliqué dans l'étude, voit un énorme potentiel biotechnologique. «Je serais très intéressé à voir à quel point cela fonctionne bien dans les cultures réelles», explique Agustí, de l'Institut de biologie moléculaire et cellulaire végétale des plantes à Valence, en Espagne,
Bien que encore aux premiers stades, les résultats suggèrent des applications potentielles en agriculture, dit Sánchez Coll, comme faciliter la greffe, préserver le matériel végétal coupé ou servir de milieu de croissance dans les laboratoires. D'autres groupes de recherche examinent déjà ces résultats au niveau moléculaire, essayant de déterminer s'ils s'appliquent à d'autres processus de régénération qui ne sont pas encore entièrement compris.
