La nature est pleine de merveilles, des solutions éprouvées à différents défis. La science a tourné son attention vers la reproduction et la réutilisation de ces phénomènes pour créer des réponses plus durables aux défis humains. Ce domaine relativement nouveau, connu sous le nom de biomimétisme, a connu une croissance exponentielle au cours de la dernière décennie pour créer une communauté scientifique entière inspirée par le monde naturel. Cette semaine, une grande partie de cette communauté a assisté à un atelier international de deux jours organisé ici à l'ICN2.

Les geckos peuvent marcher sur les murs. Nénuphars autonettoyants. La nature est pleine de merveilles, des solutions éprouvées à différents défis. La science a tourné son attention vers la reproduction et la réutilisation de ces phénomènes pour créer des réponses plus durables aux défis humains. Connu sous le nom de biomimétisme, ce domaine relativement nouveau est apparu pour la première fois il y a environ 10 à 12 ans et a connu une croissance exponentielle pour créer toute une communauté scientifique inspirée par le monde naturel. Et cette semaine, une grande partie de cette communauté a assisté à un atelier de deux jours ici à l'ICN2.

Les moules sont une autre créature qui possède une compétence intéressante :la capacité de coller aux surfaces sous-marines. Ils utilisent des sécrétions ressemblant à de la colle pour se fixer de manière lâche via des fibres semblables à de la soie aux roches lavées par les vagues et les unes aux autres, leur permettant de dériver et d'absorber les nutriments de l'eau, tout en restant ancré et "sûr en nombre". Les scientifiques ont étudié ces sécrétions et reproduit leur structure moléculaire pour développer les premiers adhésifs et revêtements synthétiques humides.

Ces substances bio-inspirées peuvent trouver diverses utilisations dans le transport maritime, filtration et médecine, à la fois comme adhésifs et anti-adhésifs. Par exemple, dans le transport long-courrier, le dessous des navires peut devenir tellement couvert de balanes, les moules et les algues pour augmenter considérablement la consommation de carburant. Des revêtements antifouling existent déjà pour éviter cela et fonctionnent très bien, mais ils peuvent avoir des effets néfastes sur les écosystèmes aquatiques. Des alternatives biomimétiques pourraient apporter une solution.

Pendant ce temps en médecine, des colles synthétiques fortes mais non toxiques à base de protéines de pied de moule pourraient être utilisées comme adhésifs dans la chirurgie sans point et d'autres réparations de plaies. Le composé organique responsable, catéchol, peut également être utilisé dans la préparation de nanoparticules à utiliser dans des systèmes d'administration de médicaments plus efficaces. En effet, le groupe ICN2 Nanostructured Functional Materials ou "NanosFun" travaille actuellement sur des revêtements inspirés des moules pour les nanoparticules afin d'améliorer le transport de médicaments à travers la barrière hémato-encéphalique et d'établir de nouvelles approches thérapeutiques pour les maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer.

Dirigé par le Dr Daniel Ruiz-Molina, le groupe se consacre à l'exploration des voies chimiques vers de nouvelles nanostructures moléculaires dotées de propriétés inspirées de la nature et de réponses intelligentes aux stimuli externes, avec le Dr Josep Sedó Vegara à la tête des travaux sur les adhésifs et revêtements humides. Outre les nanoparticules capables de traverser le cerveau hémato-encéphalique et d'autres barrières physiologiques, le groupe étudie également la mucoadhésion, comme le mécanisme par lequel le mucus, trouvé dans tout le corps humain tapissant les organes internes et les ouvertures comme les yeux et la bouche, adhère au matériel biologique comme la peau ou le muscle. Ce pouvoir collant peut être exploité pour améliorer l'administration du médicament en augmentant les temps de contact et en permettant un meilleur contrôle des taux de libération. Le portefeuille de recherche du groupe comprend également des travaux sur les bioadhésifs à usage dentaire, réparation des plaies et chirurgie.

NanosFun travaille dans ce domaine depuis presque aussi longtemps qu'il existe, et ses conclusions aident à accélérer le rythme de la recherche européenne et internationale. En témoigne l'atelier de ce mois sur les adhésifs bio-inspirés et les revêtements fonctionnels à base de catéchols, organisé par l'ICN2 dans le cadre de sa participation au Réseau européen des bioadhésifs (ENBA). L'événement de deux jours a réuni des représentants clés de la communauté internationale du biomimétisme pour discuter de l'état de l'art et des orientations futures dans ce domaine dynamique.