Bactérie mangeuse de plastique

5 juin 2024 - Par Florence Miron et Jade Léveillé

En collaboration avec l’École secondaire Soulanges,
Curium présente les textes rédigés par les jeunes du projet
«Environnement : un monde de solutions».
Ces contenus ne sont pas produits par l’équipe Curium.

Depuis toujours, la pollution existe de façon naturelle. Cependant, depuis le XX siècle, avec l’industrialisation et les nouvelles innovations, la pollution s’est grandement intensifiée. Cela n’est pas pour le mieux. Que ce soit dans l’atmosphère, sur les continents ou dans les océans, celle-ci perturbe toutes formes de vie. La pollution par le plastique est l’un des plus grands problèmes environnementaux qui existent sur Terre. Vous trouverez dans cette parenthèse environnementale les informations essentielles à propos de ce problème et nous vous présenterons également l’une des solutions qui pourrait nous permettre d’éliminer une partie ces matières plastiques.

Un septième continent… fait de plastique!

Malgré la volonté de nombreux gouvernements d’améliorer la gestion des déchets et de réduire les impacts négatifs de ceux-ci sur l’environnement, il reste encore beaucoup de défis à surmonter. Par exemple, au Québec, chaque année, il y a environ 8,3 millions de tonnes de déchets qui se retrouvent dans les sites d’enfouissement. Un des principaux problèmes liés à ces sites est le lixiviat. Il s’agit de l’eau de pluie qui s’infiltre à travers les déchets et qui se charge en contaminants chimiques tels que le carbone organique, les chlorures, les phénols, l’ammoniac, des métaux lourds, etc. Par la suite, cette eau contamine les sols et les nappes phréatiques et, lorsqu’elle s’évapore, elle libère des biogaz tels que le méthane et le dioxyde de carbone qui contribuent à l’augmentation de l’effet de serre. Il y a aussi plusieurs autres conséquences comme des odeurs désagréables et des nuisances visuelles.

Cette forme de pollution affecte négativement plus de 267 espèces marines connues. Ce qui veut dire qu’il pourrait y avoir des espèces inconnues de l’humain qui, elles aussi, subissent les effets néfastes du plastique. En effet, tout ce plastique perturbe les habitats naturels. De plus, des blessures, infections ou mutilations peuvent être causées aux animaux par les plus gros déchets. Certains animaux peuvent même suffoquer et se noyer en se coinçant dans des sacs ou des filets. De plus, les plastiques peuvent souvent être confondus avec des proies et une fois ingérés, ils causent des problèmes qui mènent ces pauvres animaux à la mort. Ces déchets provoquent des occlusions intestinales (un blocage de l’intestin). Cela empêche donc les êtres vivants qui ont ingéré du plastique de se nourrir. Environ 1,5 million d’animaux marins meurent ainsi chaque année et ce nombre ne fait que croître. Cela peut aussi nous affecter directement par la suite. En effet, les poissons que nous consommons et qui ont ingéré du plastique contiennent des microplastiques dans leur organisme.

Un problème qui nous affecte nous aussi

Avez-vous déjà entendu parler des microplastiques? Ce sont des particules de plastique microscopiques souvent prises pour du plancton par les animaux qui se nourrissent de celui-ci. Les microplastiques proviennent de la fragmentation progressive et de la détérioration des plastiques, qui est accentuée par le rayonnement ultraviolet. On les retrouve absolument partout! Il y en a dans les habitations, dans l’air, la terre, les cours d’eau et bien évidemment, dans les océans. Ils peuvent être ingérés autant par les plus gros mammifères, comme la baleine, que les plus petits organismes, comme le zooplancton. Cela affecte les chaînes alimentaires de long en large, car ces minuscules déchets sont extrêmement nocifs pour la santé de tous.

En effet, leur taille microscopique, qui va de 5 millimètres à quelques centaines de nanomètres, ce qui est 70 fois plus petit que l’épaisseur d’un cheveu, les rend très faciles à ingérer. Pour commencer, il faut savoir que des substances comme les pesticides et d’autres polluants, mais également des bactéries nocives intensifient les effets négatifs des microplastiques en se fixant sur eux.

Maintenant, voyons ce qui se passe lorsque ces débris sont consommés. Des troubles de la reproduction et de la fécondité font surface chez les huitres qui sont exposées aux microplastiques. De plus, les petits mammifères comme les souris peuvent être victimes de maladies cancéreuses et inflammatoires à cause d’une dysfonction de l’intestin due aux microplastiques. Venons-en aux effets que les microplastiques peuvent avoir sur l’être humain. Une équipe de chercheurs de l’université de Hull a démontré que dans le sang et dans les poumons des personnes visées par l’enquête, il y avait la présence de douze types de polymères différents. Ces polymères sont un des responsables de la résistance aux antibiotiques. En effet, des bactéries pathogènes résistantes aux antibiotiques se développent à la surface des microplastiques qui, eux, s’échappent du traitement des eaux usées. De plus, divers troubles de santé peuvent être provoqués par ces détritus de plastique, comme des inflammations, de la génotoxicité (qui compromet l’intégrité physique ou fonctionnelle du génome, l’ensemble du matériel génétique), du stress oxydatif ( qui affecte toutes les cellules de notre organisme et a des conséquences sur la santé et sur le vieillissement), des apoptoses (un processus de destruction de la cellule) et il y a des nécroses (qui entraînent la mort des tissus vivants). Les microplastiques peuvent contaminer le corps humain par exposition directe, par inhalation et par ingestion. Bref, bien que le plastique ait de nombreux avantages qui le rendent utile dans plusieurs domaines, il est également une source de pollution immense.

Une solution révolutionnaire

Bien que de nombreuses personnes et organisations se lancent en expédition afin de ramasser le plus de plastique possible dans l’océan en espérant améliorer la situation, cette mission nous semble vouée à l’échec. Les déchets sont bien trop nombreux, mais tout espoir n’est pas perdu. En mars 2016, au Japon, une équipe de biologistes de l’Institut de Technologie de Kyoto et de la Keio University de Yokohhamaon a fait une découverte majeure qui pourrait bien changer le monde. Il s’agit de la découverte d’une bactérie mangeuse de plastique, Ideonella sakaiensis, non seulement capable de dégrader et d’assimiler le plastique, mais de s’en nourrir.

La découverte a été faite lors d’une récolte de 250 échantillons de sol d’une usine de recyclage de plastique, contaminé de PET, un des plastiques les plus courants (polyéthylène téréphtalate). Ce type de plastique se trouve dans les objets de tous les jours comme les bouteilles réutilisables, des contenants de plastique, des sacs à poubelles et bien d’autres. En examinant les échantillons, les scientifiques ont découvert l’existence de cette fameuse bactérie. C’est grâce à deux enzymes spécifiques synthétisées par la bactérie que celle-ci a la capacité d’assimiler le plastique. Ces enzymes sont en quelques sortes «activées» lorsqu’elles sont en présence de polyéthylène téréphtalate et deviennent rapidement plus vigoureuses afin de dégrader ce type de plastique en particulier.

Comment fonctionne la bactérie

Le fonctionnement de Ideonella sakaiensis est relativement simple. Elle utilise le plastique comme source d’énergie et de carbone. Lorsqu’elle assimile le PET, la bactérie produit deux enzymes différentes. L’une est nommée PET-hydrolase et l’autre MHET-hydrolase. La première permet de couper des polymères et de les réduire en monomères appelés MHET, qui peuvent être absorbés par la bactérie. Par la suite, la seconde enzyme va décomposer ces monomères pour former des molécules assimilables par la bactérie, qui s’en servira ensuite comme source d’énergie. Dépendamment de la concentration de polyéthylène téréphtalate présent, ce processus peut s’effectuer en moins de 6 semaines pour dégrader l’équivalent de la surface d’un ongle. Cela est une vitesse relativement lente, mais c’est toujours mieux que d’attendre la biodégradation de ces plastiques qui peut prendre jusqu’à 500 ans.

Déjà que cette découverte était le fruit du plus fabuleux des hasards, en étudiant les mécanismes cellulaires de la bactérie mangeuse de plastique, les scientifiques ont développé une enzyme six fois plus efficace que les originales. Cette «super enzyme» pourrait bien être une solution à grande échelle pour nous débarrasser du PET. De plus, la performance de ces enzymes destructrices de plastique est influencée par la profondeur des déchets. En effet, puisqu’en descendant, la densité des débris est plus grande, la production d’enzymes augmente significativement.

Un avenir rassurant grâce à cette bactérie

La bactérie mangeuse de plastique est une des solutions au problème du plastique sur notre Terre. Elle permettrait d’éliminer une partie des plastiques ( le PET) qui polluent notre planète. Plusieurs débris visibles seraient supprimés, donc les animaux pourront retrouver une partie de leur habitat naturel avec moins d’encombrement de plastique et risqueront moins d’en souffrir. Également, le plus intéressant de cette solution est que, puisqu’Ideonelle sakaiensis est un microorganisme, celle-ci est aussi capable de s’en prendre aux déchets de sa taille. Vous l’aurez sans doute compris, la bactérie mangeuse de plastique pourrait nous débarrasser d’une grande quantité des microplastiques! Ces débris minuscules et tellement nocifs causeraient beaucoup moins d’ennuis.

La mise en marché de la bactérie mangeuse de plastique n’a pas encore été faite, puisque les scientifiques continuent encore aujourd’hui de chercher à améliorer la performance d’Ideonella sakaiensis, pour que, dans un avenir proche, elle soit utilisée à l’échelle mondiale.