Des chercheurs ont découvert une colle trois à quatre fois plus puissante que la meilleure des super-colles industrielles. Elle est non toxique, biodégradable et a été utilisée par une lignée bactérienne unique pendant des millions d’années.

Une bactérie d'eau douce

Des bactériologistes de l’université de l’Indiana ont découvert par hasard cette puissante colle alors qu’ils étudiaient les propriétés de la bactérie Caulobacter crescentus. Ce micro-organisme produit une substance pour se fixer à toute surface se retrouvant dans son environnement naturel, soit les rivières et les cours d’eau à fort débit.

Cet adhésif biologique, une fois isolé et reproduit à grande échelle, pourrait être utilisé pour une myriade d’applications, allant de la réparation de la coque des bateaux lorsqu’ils sont en mer au scellement des plaies des soldats sur le champ de bataille.

Cette substance peut résister à une force d’environ 70 newtons par millimètre carré. Pour le non-initié, cela veut dire qu’elle est suffisamment puissante pour suspendre six éléphants d’Afrique, pesant douze tonnes chacun, à partir d’un point de colle de la taille d’un billet de banque (en théorie, bien sûr).

«Nous avons décidé de trouver un moyen de mesurer la force de cette colle… et le résultat fut absolument incroyable», a déclaré le professeur Yves Brun, bactériologiste à l’université de l’Indiana, co-responsable du projet avec le physicien Jay Tang de la Brown University.

Dr Brun et son équipe étudient la bactérie Caulobacter crescentus depuis des années, car elle fournit un bon modèle expérimental pour comprendre plusieurs propriétés de base des bactéries. Un des aspects qu’ils étudiaient est pourquoi l’adhésif, qui permet à sa fine queue d’adhérer aux surfaces, est seulement produit à l’extrémité de chaque bactérie et pas ailleurs sur le spécimen.

L’expérience consistait à placer la bactérie sur un plastique transparent pour l’observer et la comparer à une autre souche de cette bactérie ayant été génétiquement modifiée pour ne pas produire la substance adhésive.

Comment puissante est cette colle?

En nettoyant, le Dr Brun a dit : «Nous les mettions [les plastiques transparents] sous l’eau du robinet en l’ouvrant au maximum pour essayer de les déloger, mais elles ne bougeaient pas. Les cellules demeuraient en place, même soumises à un fort débit d’eau. Alors, nous nous sommes demandés : «Comment puissante est cette colle?»

Pour mesurer, cette équipe de scientifiques a utilisé un outil micromanipulateur à succion pour capturer la portion plus large de la bactérie et la tirer d’une plaquette de verre à laquelle elle était attachée. En quatorze essais, ils ont dû appliquer une force moyenne de 0,59 micronewtons par cellule pour détacher la bactérie.

En factorisant la surface et la distribution de la force, les chercheurs ont calculé que la puissance d’adhésion était de plus de 68 newtons par millimètre carré. «À notre connaissance, cette force d’adhésion est la plus puissante jamais mesurée pour des adhésifs biologiques», ont-ils écrit dans leur rapport 2006.

Efficace sur des surfaces mouillées

La bactérie C. Crescentus a la forme d’une saucisse ou d’un concombre muni d’une longue et mince queue. Le Dr Brun pense que l’extrémité de la queue est parsemée d’un mélange de polysaccharides (chaînes de molécules de sucre) et d’autres substances encore inconnues. La bactérie utilise cette substance collante pour s’attacher à la pierre et au métal. Elle est présente en faible quantité dans l’eau du robinet, mais ne produit pas de toxines dangereuses.

«La particularité la plus extraordinaire de cette colle est qu’elle fonctionne sur surface mouillée. L’un des problèmes majeurs des colles industrielles est que la plupart d’entre elles… ne fonctionnent pas bien sur des surfaces mouillées. Et c’est encore pire dans le cas d’eau salée.»

Cette nouvelle trouvaille pourrait, par exemple, servir à réparer des bateaux abîmés en mer jusqu’à ce qu’ils puissent regagner la terre ferme. Elle pourrait servir dans les procédés industriels où les surfaces sont exposées à l’eau et même à la pluie.

L’adhésif aurait aussi la capacité de stopper une hémorragie en situation d’urgence. «Refermer une plaie sur le champ de bataille serait vraiment possible : vous auriez juste à appliquer la chose sur la peau et toute la blessure serait refermée», mentionne le Dr Brun. Il suggère aussi de multiples autres possibilités, comme les greffes de peau ou lors de chirurgie lorsque l’utilisation d’agrafes ou de points de suture est difficile. « Les domaines d’application médicale sont tout simplement innombrables.»

Biodégradable

La colle en contact avec la peau étant naturelle se dégraderait et serait simplement réabsorbée par l’organisme. «Le problème avec l’utilisation des colles commerciales dans le domaine médical», ajoute le Dr Brun, «est de s’assurer de leur non-toxicité. Pourtant, la toxicité est un des points communs de ces colles qui sont des dérivés du pétrole.»

L’adhésif de la C. Crescentus, bien qu’immuable dans l’eau, peut être réduit de 90 % en appliquant l’enzyme lysozyme présente dans les larmes humaines.

Même si elle n’a été produite qu’en petite quantité pour l’instant, la colle pourrait être industrialisée tout comme l’insuline pour le diabète, fabriquée dans d’énormes cuves de bactéries génétiquement modifiées E. coli.