Le pouvoir adhésif des moules

Des chimistes de l'université de Californie à Santa Barbara viennent de découvrir l'origine de la force d'adhésion des moules (lat.: mytilus), qui caractérise ces mollusques bivalves. Les moules sont capables de se coller à des rochers ou des coques de bateau dans l'eau salée, particularité étonnante qui a intéressé les chercheurs en biomimétisme. 

Caractéristiques et fonctionnement du pouvoir adhésif des moules

À la base du pied de la moule se trouve la glande de byssus. Celle-ci synthétise des filaments (appellé fil de byssus). Chaque moule peut avoir de 50 à 100 de ces filaments de quelques centimètres de longueur. Ces filaments se solidifient au contact de l´eau de mer.

Avant de se fixer, la moule sort son pied d´entre les valves de la coquille et tâte le terrain. Puis la glande produit les fils de byssus, qui lui permettrons de se coller à la roche. La production de fil de byssus prend au maximum 4 jours. 

Il s'agit maintenant d'étudier la composition moléculaire permettant l'adhésion. Le fil de byssus est composé d'un cocktail d'une dizaine de proteines. Les protéines essentiels sont la mfp-3, riche en DOPA (nom bref pour 3,4-dihydroxyphénylalanin), ainsi que la mfp-6, qui elle est riche en thiols. Le problème qui se posait, était que la DOPA se dégrade rapidement au contact du dioxygène contenu dans l'eau. La conséquence est la perte d'au moins 80% de son pouvoir adhésif. Ici intervient cette seconde protéine (mfp-6), dont les thiols contenus celle-ci, agissent comme antioxydant sur la protéine mfp-3. Cette découverte a été faite par des chimistes de l'université de Californie, Etats-Unis. C'est donc la combinaison de ces deux protéines, qui est la source de la force d'adhésion des moules.

De plus, on a remarqué que l´acidité du pied de la moule augmente suite à cette réaction biochimique.

  DOPA                                                                                                                   Thiols

Les avantages pour l'Homme d'exploiter cette colle naturelle 

En s'inspirant des moules, les Hommes peuvent fabriquer de nouveaux adhésifs synthétiques, plus puissant, fonctionnant sous l'eau et ne contenant pas de produits cancérigènes. De nouveaux matériaux peuvent également être développés.

Grâce à cette découverte, on pourrait trouver des solutions écologiques pour protéger la coque d´un bateau de l'accumulation des moules. Le fait de connaitre le mécanisme d'adhésion permet de créer un solvant contre l'assemblage des moules sur la coque. 

Mais le domaine ayant le plus d'intêret à ce pouvoir adhésif exceptionnel est la médecine. D'après Prof. Robert Sader, «Si cela fonctionne, [l']on pourrait par exemple envisager de coller les valvules cardiaques au lieu de les suturer».

Il serait donc possible de renfermer des coupures sans les suturer, de coller des fractures et de fixer des tendons.

Les applications techniques en cours d'élaboration

Exploiter les fils de byssus naturels serait beaucoup trop cher et, de plus, nuisible pour la nature.

Pour fabriquer 1 Kg de colle il faudrait 10 000 moules!

En essayant de produire des molécules fonctionnelles, on s'oriente vers le clonage des gènes de moules.

Des chercheurs de l'Institut Fraunhofer parviennent déjà à reproduire en laboratoire la sécrétion issue des glandes des moules.

En s'inspirant des propriétés adhésives développées par les geckos et les moules, des physiciens américains ont cumulé ces deux phénomènes en un matériau. Ils ont appelé cette nouvelle colle « le geckel » (gecko et mussel (moule en anglais)). Mais cela n'existe qu'en laboratoire pour le moment.

Je pense que cette nouvelle colle va bientôt être utilisée couramment dans la médecine d´ici dix ans. Du moins j'espère que ce sera le cas.