Les chercheurs visent à réduire la teneur en gluten du blé afin de le rendre moins allergène pour les personnes atteintes de la maladie coeliaque et sensibles au gluten. Crédit :Jonathan Windham
Le Département de l'agriculture des États-Unis identifie un groupe de « huit grands » aliments qui causent 90 % des allergies alimentaires. Parmi ces aliments figurent le blé et les cacahuètes.
Sachin Rustgi, membre de la Crop Science Society of America, étudie comment nous pouvons utiliser la sélection pour développer des variétés moins allergènes de ces aliments. Rustgi a récemment présenté ses recherches lors de la réunion annuelle virtuelle ASA-CSSA-SSSA 2020.
Les réactions allergiques causées par le blé et les arachides peuvent être prévenues en évitant ces aliments, bien sûr. "Bien que cela semble simple, c'est difficile dans la pratique", déclare Rustgi.
Éviter le blé et les arachides signifie perdre des options alimentaires saines. Ces deux aliments sont des puissances nutritionnelles.
Le blé est une excellente source d'énergie, de fibres et de vitamines. Les cacahuètes fournissent des protéines, de bonnes graisses, des vitamines et des minéraux.
"Les personnes souffrant d'allergies alimentaires peuvent s'efforcer d'éviter les aliments, mais une exposition accidentelle à un allergène est également possible", explique Rustgi. L'exposition aux allergènes peut entraîner une hospitalisation, en particulier pour les personnes allergiques aux arachides.
"Pour d'autres, éviter le blé et les arachides n'est pas facile pour des raisons géographiques, culturelles ou économiques", explique Rustgi.
L'électrophorèse est une technique scientifique utilisée pour séparer des molécules d'ADN ou de protéines. La façon dont les molécules voyagent à travers le gel, illustrée ici, aide les scientifiques à comprendre les caractéristiques importantes. Crédit :Jonathan Windham
Rustgi et ses collègues utilisent la sélection végétale et le génie génétique pour développer des variétés moins allergènes de blé et d'arachides. Leur objectif est d'augmenter les options alimentaires pour les personnes allergiques.
Pour le blé, les chercheurs se concentrent sur un groupe de protéines, appelé gluten.
Le gluten de la farine à pain rend la pâte élastique. Le gluten contribue également à la texture moelleuse du pain.
Mais le gluten peut provoquer une réaction immunitaire chez les personnes atteintes de la maladie coeliaque. De plus, d'autres souffrent d'une sensibilité au gluten non cœliaque, entraînant une variété de symptômes indésirables.
Les chercheurs ont essayé de sélectionner des variétés de blé à faible teneur en gluten. Le défi réside en partie dans la nature compliquée de la génétique du gluten. Les informations nécessaires à la fabrication du gluten sont intégrées dans l'ADN des cellules de blé.
Mais le gluten n'est pas une protéine unique - c'est un groupe de nombreuses protéines différentes. Les cellules d'instructions nécessaires à la fabrication des protéines de gluten individuelles sont contenues dans différents gènes.
Dans le blé, ces gènes de gluten sont répartis dans tout l'ADN d'une cellule. Étant donné que tant de parties de l'ADN jouent un rôle dans la création du gluten, il est difficile pour les phytogénéticiens de sélectionner des variétés de blé à faible teneur en gluten.
Les bactéries qui poussent dans cette boîte de Pétri peuvent aider à transférer du matériel génétique d'une plante à une autre. Cette méthode en biotechnologie est appelée technologie de l'ADN recombinant. Crédit :Jonathan Windham
"Lorsque nous avons commencé cette recherche, une question majeure était de savoir s'il serait possible de travailler sur une caractéristique contrôlée par autant de gènes", explique Rustgi.
Pour les arachides, la situation est similaire. Les cacahuètes contiennent 16 protéines différentes reconnues comme allergènes.
"Toutes les protéines d'arachide ne sont pas également allergènes", explique Rustgi. Quatre protéines déclenchent une réaction allergique chez plus de la moitié des personnes sensibles aux arachides.
Comme les gènes du gluten dans le blé, les gènes allergènes de l'arachide sont répartis dans l'ADN de l'arachide.
"Il n'est pas facile d'affecter autant de cibles, même avec la technologie actuelle", déclare Rustgi.
Rustgi et l'équipe de recherche testent de nombreuses variétés de blé et d'arachides pour trouver celles qui sont naturellement moins allergènes que d'autres.
Ces variétés peu allergènes peuvent être croisées avec des variétés de cultures qui présentent des caractéristiques souhaitables, telles que des rendements élevés ou une résistance aux ravageurs. L'objectif est de développer du blé peu allergène qui puisse être cultivé commercialement.
En plus des efforts de sélection traditionnels, Rustgi utilise également le génie génétique pour réduire les protéines allergènes dans le blé et les arachides.
Par exemple, une technologie appelée CRISPR permet aux scientifiques d'apporter des modifications très précises à l'ADN d'une cellule.
Rustgi utilise CRISPR pour cibler les gènes du gluten dans le blé. Les récentes améliorations de la technologie CRISPR permettent aux chercheurs de cibler plusieurs gènes à la fois.
Les gènes ciblés par CRISPR sont modifiés ou mutés. Cela signifie que les cellules ne peuvent plus "lire" ces gènes pour fabriquer les protéines spécifiques.
« Perturber les gènes du gluten dans le blé pourrait produire du blé avec des niveaux de gluten nettement inférieurs. Une approche similaire fonctionnerait avec des cacahuètes », déclare Rustgi.
D'autres approches consistent à comprendre comment la production de gluten est régulée dans les cellules de blé. Il s'avère qu'une protéine sert de « régulateur principal » pour de nombreux gènes de gluten.
C'est important car la perturbation de ce régulateur principal pourrait entraîner une réduction des quantités de gluten dans le blé. Cibler un seul gène est beaucoup plus facile que d'essayer de perturber plusieurs gènes du gluten.
"Le blé et les arachides sont les principales sources de protéines pour beaucoup, en particulier pour ceux qui vivent dans des conditions de privation de ressources", déclare Rustgi. "Il est très important de trouver des moyens abordables de rendre le blé et les arachides accessibles à tous."
Développer du blé et des arachides avec des niveaux d'allergènes réduits est une étape clé vers cet objectif.
"Ces cultures réduiront également l'exposition accidentelle aux allergènes", déclare Rustgi. "De plus, ils limiteraient la gravité des réactions en cas d'exposition."
Sachin Rustgi est chercheur à l'Université de Clemson. Ce travail a été soutenu par la Caroline du Sud et les Conseils nationaux de l'arachide, le Fonds de découverte des sciences de la vie et l'Université de Clemson. La réunion annuelle 2020 de l'ASA-CSSA-SSSA a été organisée par l'American Society of Agronomy, la Crop Science Society of America et la Soil Science Society of America.
