Les polysaccharides marins et leurs applications dans le domaine de la santé

Le monde marin, grâce à sa diversité et à sa complexité, peut offrir un nombre infini de molécules originales qui sont encore à découvrir. Un des enjeux pour la recherche aujourd'hui est l'exploration de la biodiversité marine en vue de son exploitation. L'étude de la biodiversité marine, et plus particulièrement des polysaccharides marins, représente ainsi un enjeu considérable pour la recherche et la biotechnologie.

En effet, grâce à leur grande diversité structurale et à leurs propriétés spécifiques, les polysaccharides terrestres et marins occupent déjà une place parfois insoupçonnée mais néanmoins importante dans notre quotidien (additifs alimentaires, dentifrice, textiles, etc.). Concernant les polysaccharides, actuellement plusieurs sources sont déjà exploitées : les végétaux et animaux terrestres, les algues et les bactéries. Depuis 1930, l'utilisation des polysaccharides d'origine algale est largement déployée dans l'industrie agroalimentaire, cosmétique, pharmaceutique, l'agriculture et, plus récemment, les biotechnologies. Actuellement, les polysaccharides bactériens font l'objet de recherche et développements importants comme les glycosaminoglycanes (hyaluronane et précurseurs d'héparine) ou encore l'alginate. L'origine bactérienne permet de contrôler totalement la production des polysaccharides et d'éviter d'utiliser des sources pouvant contenir des agents transmissibles non conventionnels et virus, comme principalement les sources animales (porcine et bovine). Depuis la découverte des sources hydrothermales océaniques profondes et d'un monde microbien exceptionnel, des souchothèques ont été constituées pour isoler des molécules nouvelles, comme des enzymes thermostables ou des polysaccharides originaux.

Les polysaccharides sont des macromolécules complexes que l'on retrouve dans tous les règnes (végétal, animal et bactérien). Les polysaccharides sont composés d'enchaînements d'unités osidiques reliées par des liaisons glycosidiques. Le motif répété n fois, ou unité répétitive, peut être composé du même monosaccharide (homosaccharide) ou de plusieurs motifs différents (hétérosaccharide). Le polysaccharide peut être caractérisé par cette séquence répétitive constituée d'oses neutres (glucose, galactose, xylose, fucose…) ou d'oses acides (glucuronique, galacturonique, iduronique…) ou d'hexosamines (N-acétyl-glucosamine, N-acétyl-galactosamine). Le polysaccharide peut aussi être substitué par des groupements de nature organique (acétate, lactate, pyruvate, succinate) ou inorganique (phosphate, sulfate…). Les propriétés physico-chimiques des polysaccharides dépendent à la fois de leur masse molaire, située en général de 100 000 à plusieurs millions de grammes par mole, de leur composition chimique, et enfin de la structure : linéaire, ramifiée, avec la présence ou non de substituants, de leur position et des branchements. Grâce à leur diversité de structures quasi infinie, chaque polysaccharide caractérisé par son unité répétitive est unique et offre ainsi des propriétés fonctionnelles qui lui sont spécifiques : propriétés épaississantes, stabilisantes ou gélifiantes déjà largement exploitées dans l'industrie agroalimentaire et pharmaceutique, mais également des propriétés biologiques particulières qui peuvent être exploitées pour des applications médicales précises (prévention de la thrombose par traitement à l'héparine, traitement local de l'arthrose par injection d'acide hyaluronique ou hyaluronane…).

Les algues marines et les bactéries marines synthétisent une grande diversité de polysaccharides originaux. Ces polysaccharides marins offrent un champ d'investigation immense quasiment infini pour la découverte de structures osidiques originales. Leur grande variabilité structurale peut encore être accentuée par des modifications spécifiques (dépolymérisation et réactions de substitution). Ainsi, les polysaccharides marins et leurs dérivés sont une source de molécules innovantes présentant des propriétés biologiques originales et spécifiques, qui peuvent être exploitées à des fins thérapeutiques.

Différents exemples d'application potentielle en santé humaine sont présentés dans cet article. Ces exemples montrent bien que ces polysaccharides marins sont une source de nouvelles molécules thérapeutiques pour des pathologies majeures dans les domaines de la cancérologie, de l'hématologie, de l'infectiologie et des médecines réparatrice et régénérative.