« Le bioplastique 100 % biodégradable produit par notre bactérie marine est sans équivalent »

Bertrand Thollas, DG de Polymaris Biotechnology, partenaire Iodysséus

Victime d’une pollution par les particules de plastique, l’océan contient son propre remède sous la forme d’une souche bactérienne développée à Brest par Polymaris Biotechnology. Un échantillon des solutions « bleues » pour un avenir soutenable qu’ambitionne d’explorer Iodysséus au côté de Polymaris.

A l’heure où l’on cerne les impacts de la pollution des océans due au pastique pétrolier, une molécule, produisant un bioplastique compostable, fait parler d’eux. Eux, ce sont Anthony Courtois, docteur en sciences de la vie et de la santé et Bertrand Thollas, docteur en chimie organique et analytique. Tous deux partagent une spécialisation autour des polysaccharides. A savoir, des molécules de sucres complexes impliquées partout dans la nature et le vivant. Ces macromolécules ouvrent bien des perspectives en matière de chimie verte (sans pétrole) et de bioindustrie du futur, à l’image du bioplastique issue de la mer. Mais elles portent aussi des promesses de nouvelles classes de médicaments et plus largement des modèles de production soutenables pour la planète. Ensemble, Bretrand et Anthony ont créé Polymaris Biotechnology, voilà 10 ans. Leur société implantée à Brest est l’une des rares du  secteur des biotechs marines à vivre de ses activités. Aux côtés du groupe Codif, Polymaris a choisi de soutenir le programme Iodysséus dont l’un des objectifs est de recueillir en haute mer des organismes encore inconnus et dotés d’un haut potentiel.  Bertrand Thollas, directeur général de Polymaris, répond à nos questions.

Iodysséus - A l’origine, vous êtes chercheur : qu’est ce qui vous a motivé à devenir entrepreneur ?

Bertrand Thollas – Voilà une douzaine d’années, Anthony Courtois et moi-même, étions effectivement chercheurs à l’Ifremer, tous deux en contrats précaires comme beaucoup de postdoctorants. Et sans perspectives de décrocher un poste, sauf à multiplier les postdoctorats à l’étranger. Alors, nous avons fait le choix de prendre notre avenir en mains. Nous avons été incubés par Emergys (incubateur breton d’entreprises) en assumant tout ce que comporte le sacerdoce de « démarreur » d’entreprise. Pendant un an et demi, nous avons continué de travailler au sein des bâtiments de l’Ifremer mais cette fois nous louions les locaux et, désormais, le résultat de nos travaux nous appartenaient.

Iodysséus - Vous continuiez vos précédentes recherches ?

Bertrand Thollas – A ceci près que le Credo de l’Ifremer voulait que seuls les organismes des très grands fonds produisent des molécules d’intérêt avec ce que cela implique de missions très coûteuses… Nous estimions de notre côté que ce n’était pas parce que des bactéries venaient des abysses qu’elles étaient plus intéressantes. On nous a dit, en gros : « Prouvez-le ! ». C’est ce que nous avons fait.

Iodysséus - De quelle manière?

Bertrand Thollas –  A défaut de grands moyens nous sommes allés pêcher à pieds  nos bactéries sur le littoral. Étant donné qu’en Bretagne il y a de très grandes marées, nous n’étions pas obligés de nous contenter de ce qu’on ramasse sur la plage. Comment s’y prend-t-on ? On gratte les rochers (à l’aide d’un écouvillon spécial), on prélève l’eau des coquillages puis, au labo, on purifie, on met en culture et on trie. Souche par souche.

Iodysséus - Dit comme ça, cela paraît aussi simple que de « gratter une mine d’or à la petite cuillère » selon une formule choc que vous utilisez parfois ?

Bertrand Thollas – Peut-être, mais à condition de savoir « cribler » ou sélectionner ensuite les bactéries productrices de molécules d’intérêt. Nous disposions pour ça d’un bagage de connaissances et d’expertise concernant les polysaccharides : nous maîtrisions leur analyse et leur production à l’échelle du laboratoire. Il nous restait à créer une collection. Aujourd’hui – dix ans plus tard – celle-ci comprend un millier de souches et nous figurons parmi les rares entreprises de biotechnologie marine à vivre de nos molécules…

Iodysséus - Certaines de ces souches bactériennes produisent un bioplastique totalement dégradable – on va y revenir… Mais d’abord pouvez-vous nous expliquer simplement ce que sont les polysaccharides  ?

Bertrand Thollas – Il s’agit de polymères… C’est à dire des macro-molécules ou, si vous préférez, de « grandes » molécules, constituées de plusieurs  unités chimiques similaires connectées entre elles. Tout le monde connaît le polystyrène ou le polyester : ce sont des polymères synthétiques créés par les chimistes avec des dérivés de pétrole. Eh bien, tous les êtres vivants, végétaux, champignons, algues fabriquent eux aussi des polymères – ceux-là 100 % « bio » – parmi lesquels on trouve les  polysaccharides. Formés de glucides (dits aussi glycanes ou sucres complexes), ces derniers représentent  l’une des quatre grandes classes de macromolécules aux côtés de l’ADN, des protéines et des lipides. Nous mêmes nous-nous consacrons aux polysaccharides d’origine marine. D’où  « Polymaris » : notre raison sociale associe « poly » pour polymère et « maris » pour mer. Pendant des décennies, les polysaccharides ont globalement fait figure de parents pauvres. On les considérait comme des molécules bêtement inertes ou neutres, au mieux stockant de l’énergie. On les utilisait entre autres dans l’industrie agro-alimentaire en additifs, épaississant (E 408) ou gélifiant à l’image du Xanthane (E 415), en rapport avec leur activité filmogène. Plus récemment, il y a une trentaine d’années, leur rôle fondamental dans les membranes cellulaires et la communication entre les cellules a été mis en évidence. Ces molécules activent des récepteurs, provoquent des cascades enzymatiques et interviennent dans d’innombrables phénomènes biologiques.

Iodysséus - Un exemple de ces rôles longtemps méconnus ?

Bertrand Thollas – Le plus parlant, mais je pense très largement ignoré du public concerne le rhésus sanguin. Ce qui fait qu’on appartient à un groupe A ou B ou AB, ce sont des polysaccharides disposés à la surface des globules rouges. Plus précisément, il s’agit en l’occurrence d’oligosaccharides, nommés ainsi parce que le nombre des « oses » ou glucides liés entre eux est moins élevé  (oligo = faible quantité, Ndlr).  L’incompatibilité entre ces groupe sanguins est en réalité une histoire de récepteurs entre ces sucres provoquant un rejet. Mais ce n’est qu’une illustration parmi d’autres de l’activité multiple des polysaccharides.

Iodysséus - Activités parmi lesquelles on découvre par ailleurs la production d’un bio-plastique – un plastique entièrement produit par le vivant, sans manipulation génétique. C’est récent ?

Bertrand Thollas – On savait, en fait, depuis 40 ans, que certaines bactéries sont capables de synthétiser une molécule équivalente à du plastique synthétique. Puis, on a été capable de moduler sa production en fonction de ce qu’on lui donne à manger de façon à obtenir un plastique plus ou moins dur, souple ou cassant…

Iodysséus - Comment ça marche ?

Bertrand Thollas – La bactérie utilise les nutriments autour d’elles pour faire des réserves en cas de famine. Ce qui équivaudrait pour nous à du « gras », ce sont, pour elles, des polyesters ( PolyHydroxyAlcanoates ou PHA) produits naturellement par fermentation. Si la bactérie, affamée, retrouve un milieu favorable, elle va pouvoir puiser dans ce stock de carbone afin de survivre. Si elle meurt, ce polyester va être libéré et pouvoir être consommé par d’autre bactéries et contribuer à sauver l’espèce – la perpétuation de l’espèce est primordiale pour les bactéries. On appelle ExoPolySaccharides (EPS) les polysaccharides relargués ainsi dans le milieu de culture. 

Iodysséus - Pourquoi n’entendait-on pas parler de ce bioplastique PHA jusqu’il y a peu ?

Bertrand Thollas – Quand il a été découvert on ignorait – ou on ne se souciait pas – de la problématique liée au plastique pétrolier. Il ne faut pas se leurrer,  le focus global sur la question est assez récent, disons trois ou quatre ans. C’est ce qui nous a incité à nous lancer dans le bioplastique, en 2015.

Iodysséus - Concrètement comment avez-vous procédé cette fois pour récolter des bactéries capables de produire ce polyester naturel ?

Bertrand Thollas – Nous sommes retournés à la pêche sur un mode plus intelligent. C’est à dire à l’aide de pièges et d’appâts –  un milieu de culture spécifique de notre cru –  choisis pour, a priori, attirer  celles qui nous intéressaient. Il faut savoir que si  4 à 5 % des bactéries marines produisent des polysaccharides, une pour mille seulement secrète du  bioplastique. Nous avons pêché trois ou quatre de ces dernières mais mis l’accent sur deux d’entre elles.

Iodysséus - Comment se fait votre sélection ?

Bertrand Thollas – En isolant les bactéries les plus productives. Si on part trop bas, il sera compliqué d’augmenter le rendement et de viser, à terme, une viabilité économique. Certes, en éliminant les moins productives, nous passons sans doute à côté de choses intéressantes, mais qui représenteraient des années et des années de travail supplémentaire pour lequelles nous ne sommes pas structurés… Cela dit, on n’est pas à court de suprises même après qu’on a mis en fermenteur les souches retenues.  Par exemple, un de nos parteanires cherchait un analogue de l’acide hyaluronique, la molécule phare du marché des cosmétiques. Nous lui avons donné à tester plusieurs molécules. Et il s’est avéré que ce n’était surtout pas celle qui ressemblait le plus à l’acide hyaluronique qui était active. 

Iodysséus - L’Université de Bretagne Sud (UBS) de Lorient possède également une souche productrice de bio-plastique ?

Bertrand Thollas – Nous avons, en fait, chacun notre bactérie d’une espèce distincte. La nôtre a été  développée sur nos fonds propres. L’UBS nous a sollicités pour intervenir sur le Scale Up de leur bactérie : le passage du labo au stade pré-industriel du fermenteur. C’est notre métier d’industriels et donc il nous ont sous-traité cet aspect pendant deux ou trois ans…

Iodysséus - A quand le bioplastique biodégradable pour remplacer le polluant plastique pétrolier ?

Bertrand Thollas – Nous produisons aujourd’hui les premiers kilos de bioplastique et sommes présents dans un consortium pour son développement industriel. L’enjeu sociétal n’échappe à personne. Mais tant qu’on n’atteindra pas des volumes critiques, on ne tendra pas vers les faibles coûts de revient du plastique pétrolier et donc la substitution  sera problématique. Mais on peut aussi poser la question dans l’autre sens : à combien revenait le kilo de pétro-plastique voilà 80 ans ou plus? Il était rare et sûrement bien plus cher qu’aujourd’hui. Le problème  que nous rencontrons est celui de l’intégration économique propre à bien des innovations. Ainsi le « bio », réservé à une élite à ses débuts, est aujourd’hui largement diffusé. Dans le domaine des cosmétiques, l’acide hyaluronique s’est démocratisé, passant de Dior à Carrefour. Le bioplastique devrait suivre ce genre de parcours, de la niche au marché de masse. C’est en tout cas  notre vision qui consiste à amorcer le volume par des applications à hautes valeurs ajoutées (sous forme de films alimentaires) dans le but de  descendre en coûts, par paliers. L’interdiction imminente en France et en Europe du plastique pétrolier à usage unique doit – c’est à souhaiter – jouer un rôle d’accélérateur.

Iodysséus - D’autres alternatives au plastique issu de la chimie du pétrole, d’origine végétale cette fois (amidon de maïs, notamment), ne sont-elles pas en lice ?

Bertrand Thollas – 

De quoi parle-t-on ? S’il s’agit d’un bioplastique, intégralement compostable, produit de façon réellement bio, sans chimie de synthèse ni impact sur la ressource alimentaire, le PHA que nous proposons n’a pas d’équivalent. Ce PHA ou bioplastique secrété par des bactéries marines, sans homologues terrestre, est totalement – 100 % – biodégradable. Ce qui signifie qu’il n’en reste en fin de cycle qu’un peu de carbone non organique, sans autre trace de résidu. Il faut absolument sortir de l’ amalgame avec des plastiques plus ou moins bio-sourcés, prétendument « biodégradables », mais qui ne présentent dans les faits aucun intérêt environnemental. Ils sont, en tout ou partie, transformés en microbilles ou nano particules et vont s’accumuler dans les organismes vivants avec des conséquences sanitaires que l’on redoute. Cas concret, à la limite de l’arnaque écologique :  le bioPET,  fabriqué en Inde, entre autres. Il utilise – partiellement en fait–  des ressources végétales au prix d’une lourde empreinte environnementale, sans oublier des phtalates résiduels. Ce qui n’est vraiment pas le but recherché.

Iodysséus - Les polysaccharides issus de l’Océan rendent-ils déjà des services industriels ?

Bertrand Thollas – Oui, c’est le cas de six exopolysaccharides utilisés en cosmétologie par Codif Technologies Naturelles. Notre philosophie chez Polymaris considère l’Océan comme un partenaire : la nature a et aura toujours plus d’imagination que nous humains. Notre démarche consiste à tester l’activité présumée de nos souches face aux problématiques que l’on nous soumet. Exemple : notre collaboration avec le groupe Engie. Désireux de développer des solutions innovantes, il nous a consulté pour remédier à l’encrassement des canalisations de terminaux méthaniers en bord de mer. Aucun filtre n’interdit aux larves de moules et autres organismes marins de coloniser ces tuyaux, ce qui est préjudiciable au fonctionnement des circuits de refroidissement. Nous avons testé et démontré, en labo puis in situ, que nos  polysaccharides agissaient. Comment ? En empêchant la formation du biofilm sur lequel s’accrochent  ensuite les larves et autres macro-salissures. Cette action préventive permet de réduire de 94 % l’utilisation d’un traitement biocide au chlore. Au lieu de chercher obstinément à tuer – au risque de développer toujours plus la résistance des bactéries –  on nettoie d’abord. Mieux : on évite que la crasse s’accroche. A la fin du processus notre molécule venue de la mer y retourne, sans préjudice pour la biodiversité marine. Une piste pour bien d’autres secteurs d’activité…

Iodysséus - Anticancéreux, anti-infectieux, anti-inflammatoires : les polysaccharides offrent des perspectives de nouvelles classes de médicaments. Etes-vous sur la piste ?

Bertrand Thollas –

En effet, les perspectives sont de l’ordre de l’infini tant les polysaccharides sont partie prenante dans le fonctionnement  de l’organisme  humain, de la peau aux articulations en passant par la régénération osseuse, etc. Plein de choses révolutionnaires peuvent être accomplies. Nous n’attendons  que le ou les bons partenaires.

 

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