De nouvelles données sur la capacité de fixation des coquilles d’œufs pourraient avoir des retombées dans le domaine médical et ovocole
Les blessures ligamentaires du genou, particulièrement au ligament croisé antérieur, sont communes chez les athlètes. Bien que les chirurgies de remplacement de ces ligaments lésés soient de plus en plus courantes partout dans le monde, leurs bienfaits sont souvent éphémères. Pourquoi? Greffer des tissus ligamentaires mous et humides à la surface dure des os constitue un véritable défi.
Mais le vent pourrait bientôt tourner. Une équipe de recherche de l’Université McGill s’est intéressée à la membrane recouvrant l’intérieur d’une coquille d’œuf de poule, et leur découverte pourrait mener à de possibles avancées dans le domaine de l’ingénierie tissulaire et de la greffe de biomatériaux.
Le résultat de leurs travaux pourrait même permettre aux producteurs d’œufs et de poulet de réduire leurs pertes.
Processus de fixation des fibres molles et humides
L’équipe de recherche a découvert la façon dont la coquille dure d’un œuf se fixe à sa membrane humide sous-jacente (la mince couche membraneuse que l’on peut voir à l’intérieur de la coquille en écalant un œuf cuit dur). L’équipe est parvenue à percer le secret de cette interface au moyen de technologies d’imagerie 3D avancées, comme des microscopes électroniques et à rayons X, et de méthodes de cryopréservation, qui lui ont permis de visualiser et de quantifier ce phénomène d’intrication.
« Jusqu’à maintenant, personne n’avait songé à analyser, à l’échelle nanométrique, la façon dont cette interface pouvait se maintenir entre deux substances très différentes, soit une enveloppe calcaire dure et une membrane de tissu fibreux et mou », explique Marc McKee, professeur à la Faculté de médecine dentaire et des sciences de la santé buccodentaire et au Département d’anatomie et de biologie cellulaire, et chercheur principal de l’étude menée par l’étudiant au doctorat Daniel Buss, dont les résultats ont récemment été publiés dans la revue iScience. « Ce que nous avons découvert au sujet de cette interface est tout à fait remarquable », affirme-t-il.
Une surface de contact entre des matériaux durs et mous, et une salubrité alimentaire accrues grâce aux nanopointes
L’équipe mcgilloise a découvert qu’à un stade précis du développement de l’œuf, avant la ponte, des nanopointes de minéraux émergent de la coquille pour se fixer aux fibres molles et souples tapissant la surface de la membrane sousjacente. Cette membrane entoure le contenu interne mou de l’œuf, c’est-à-dire le blanc et le jaune des œufs que l’on consomme, ou l’embryon de poulet en développement d’un œuf fertilisé et couvé.
La formation de nanopointes entre deux matériaux si différents augmente considérablement la surface de l’interface entre les fibres organiques molles et humides, et le minéral inorganique dur et principalement sec. Ainsi, l’interface est fermement maintenue en place, ce qui empêche les fibres de glisser à l’intérieur de la coquille.
En l’absence d’un tel processus de fixation, la membrane se détacherait de la coquille, ce qui pourrait être fatal pour l’embryon, fragiliserait la coquille ou permettrait à des pathogènes comme la salmonelle d’envahir l’intérieur de l’œuf. Une coquille intacte et bien fixée à sa membrane sousjacente est donc essentielle à la salubrité des œufs destinés à la consommation.
Retombées pour le domaine médical et l’industrie ovocole
Les nouvelles connaissances acquises au sujet de l’interface entre la coquille et la membrane des œufs, qui les rend solides, salubres et sains, pourraient mener à la mise sur pied de programmes d’amélioration génétique qui permettraient de maintenir et d’optimiser cette interface et, par conséquent, de réduire les pertes chez les producteurs d’œufs et de volaille.
Ces connaissances pourraient aussi mener à la conception de nouveaux matériaux composites hybrides et à l’élaboration de nouveaux procédés permettant d’améliorer l’issue de diverses chirurgies médicales et de reconstruction dentaire nécessitant la fixation de fibres molles et humides à des matériaux durs.
L’étude
L’article « Attaching organic fibers to mineral: The case of the avian eggshell », par Daniel J. Buss, Natalie Reznikov et Marc D. McKee, a été publié dans la revue iScience
À propos de l’Université McGill
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