Visuel du dossier de presse grand public

L’œuf aux trésors

Le blanc et le jaune au pouvoir ! - Blanc d’œuf contre bactéries

En 2004, le premier génome d’oiseau est séquencé, celui de la poule, et parmi la liste des signataires figure une équipe de l’Inra de Toulouse. Ce résultat est à l’origine d’une véritable révolution concernant l’identification des protéines de l’œuf. En plus de la cinquantaine de protéines connues en 2006, plus d’un millier de nouvelles molécules ont été révélées dans les différents compartiments de l’œuf. Jusqu’en 1989, on dénombrait 13 protéines dans le blanc d’œuf et depuis 2012, plus de 150 ont été identifiées. Dans le jaune, ce sont plus de 300 nouveaux constituants qui ont été découverts à des concentrations très faibles. Aujourd’hui, les scientifiques traquent des composés qui présentent des activités biologiques variées (antimicrobiennes, antiinflammatoires, anti-cancéreuses ou même anti-hypertensives) et ouvrent des perspectives prometteuses en santé humaine et animale.

Par Service de presse
Mis à jour le 03/04/2013
Publié le 21/03/2013

Jaune et blanc d'un oeuf cassé. © MAITRE Christophe
Jaune et blanc d'un oeuf cassé. © MAITRE Christophe
L’œuf est destiné à répondre aux besoins alimentaires de l’embryon de poule mais il doit également le préserver de toute invasion microbienne tout au long de son développement. Il dispose donc d’un arsenal remarquable de défenses qui peuvent être affectées par les conditions de collecte, de conditionnement et de stockage des œufs. La connaissance de ce système de défense est donc un facteur clé pour permettre le maintien d’une production de qualité. Si la coquille assure un rôle de barrière physique, les protéines du blanc sont des actrices essentielles de la défense de l’œuf. Le blanc d’œuf n’est pas un milieu propice au développement microbien. Son pH alcalin (entre 7,6 et 9,5), sa structure visqueuse et hétérogène en font un environnement très particulier qui peut limiter la croissance des microorganismes (effet bactériostatique), voire les tuer (effet bactéricide), selon le type de microorganisme et les conditions environnementales. Les molécules du blanc les plus connues pour avoir une activité bactéricide ou bactériostatique sont le lysozyme et l’ovotransferrine.

Se faire mousser en tuant les bactéries

Protéine découverte en 1922 par Alexander Fleming, le lysozyme est très répandu dans la nature. Chez l’homme : la salive, les larmes, le sang en contiennent... le blanc d’œuf aussi ! Le lysozyme est connu pour son pouvoir bactéricide puisqu’il tue notamment les bactéries Gram +. L’industrie agro-alimentaire l’utilise comme conservateur naturel, notamment en fromagerie et l’industrie pharmaceutique l’emploie contre les infections virales et bactériennes. En examinant de plus près cette molécule, une équipe de l’Inra de Rennes a expliqué comment des modifications chimiques, induites par simple chauffage du lysozyme en poudre, améliorent considérablement les propriétés moussantes de cette protéine.

Traditionnellement, l’amélioration du pouvoir moussant par chauffage de la poudre de blanc d’œuf était attribuée à des changements de forme des protéines. Ici, les scientifiques révèlent l’existence et le rôle de transformations chimiques. Connu pour s’attaquer aux bactéries de type Gram +, le lysozyme peut, sous réserve de certaines modifications moléculaires, détruire également les bactéries Gram -. En décortiquant les mécanismes en jeu et les modifications du lysozyme impliquées, les chercheurs de l’Inra pourraient les mimer et ainsi développer des molécules antibactériennes à large spectre.

Des carences en fer contre les bactéries

L’ovotransferrine est une protéine de la famille des transferrines que l’on retrouve dans différents fluides animaux (transferrine du sang, lactoferrine du lait...). En fixant le fer, elle crée un environnement déficient en fer qui compte parmi les éléments essentiels à la croissance bactérienne. Néanmoins, le pouvoir antibactérien de cette protéine diffère selon le type de bactérie :SalmonellaEnteritidis est particulièrement sensible à la présence de l’ovotransferrine alors queListeriay semble insensible.

L’art du ”self-defense“

Outre le lysozyme et l’ovotransferrine, d’autres composés en plus faible quantité présentent également des activités antibactériennes : c’est le cas des défensines. Cette famille de petites protéines du système immunitaire est produite naturellement chez l’homme et dans de nombreuses espèces animales, dont la poule, pour se défendre contre les infections microbiennes. Dans le cadre des programmes européens ”Rescape“ puis du projet ”Ovomining“ coordonné par l’Inra, une équipe a caractérisé l’activité de deux d’entre elles : la bêta-défensine 11 et la galline. La première limite le développement de certaines bactéries pathogènes comme Listeria monocytogenes, Salmonella Enteritidis et Typhimurium, Escherichia coli, Staphylococcus aureus. La galline possède quant à elle une activité dirigée contre E. coli. D’autres défensines ont été identifiées dans le jaune et la coquille d’œuf mais leurs activités antimicrobiennes restent à caractériser. Les défensines pourraient donc contribuer à la protection naturelle de l’embryon dans les œufs à couver et au maintien de la qualité sanitaire des œufs de consommation. L’identification de ces nouveaux composés antimicrobiens offre des pistes intéressantes dans la recherche de nouveaux antibiotiques.

Anti-protéases : présence massive mais énigmatique

Le blanc d’oeuf est extrêmement riche en anti-protéases telles l’ovomucoïde, l’ovoinhibiteur, l’ovomacroglobuline ou la cystatine qui sont des molécules régulatrices de l’activité des protéases (des enzymes qui dégradent des protéines pour les activer ou les inactiver). Cette présence en quantité importante dans le blanc soulève des interrogations principalement parce que leur rôle est très peu connu. Elles pourraient être impliquées dans le développement embryonnaire ou encore dans des activités antimicrobiennes mais leurs fonctions restent encore à préciser. En alimentation humaine, ces molécules ont un effet connu qui limite la digestibilité de l’œuf consommé à l’état cru.

OVAX et ovalbumine : si proches et pourtant si différentes !

Mesure par spectrophotométrie de la coloration du jaune de l'oeuf de la poule. © SLAGMULDER Christian
Mesure par spectrophotométrie de la coloration du jaune de l'oeuf de la poule. © SLAGMULDER Christian

L’OVAX (ovalbumin related protein X) est une protéine mineure du blanc d’œuf mise en évidence en 2006 par une équipe de l’Inra à Rennes et ressemble fortement à la principale protéine de l’œuf : l’ovalbumine. Des chercheurs à Tours ont réussi à montrer qu’elle était antibactérienne vis-à-vis de deux bactéries pathogènes responsables de toxi-infections alimentaires chez l’homme : Listeria monocytogenes (listériose) et Salmonella Enteritidis (salmonellose). Et pourtant, malgré sa grande ressemblance avec l’OVAX, l’ovalbumine ne possède pas d’activité contre ces deux pathogènes. Ainsi, l’étude de la structure de l’OVAX révèle un domaine qui pourrait être à l’origine de son pouvoir antibactérien. Les propriétés de l’OVAX comme agent antibactérien sont à l’origine d’un brevet déposé par l’Inra et laisse entrevoir des perspectives d’applications très intéressantes.

La chasse aux activités biologiques cachées

Une toute nouvelle voie d’investigation consiste à débusquer de nouvelles activités biologiques dissimulées secrètement dans les protéines. En effet, la transformation de certaines protéines de l’œuf peut conduire à libérer des fragments bioactifs. Par exemple : l’hydrolyse de l’ovalbumine, la protéine majeure du blanc d’œuf, génère des fragments qui présentent des activités antimicrobiennes, anti-hypertensives ou qui modulent la réponse du système immunitaire. D’autres fragments bioactifs ont également été mis en évidence in vitro à partir de l’ovotransferrine, l’ovomucoïde, le lysozyme ou l’ovomucine. Produits lors de la digestion des protéines de l’œuf par les enzymes digestives, ils pourraient exercer des effets bénéfiques sur la santé, notamment anti-cancéreux ou anti-inflammatoires.

Contacts scientifiques : Florence Baron, unité Science et technologie du lait et de l'oeuf, centre Inra de Rennes. Nicolas Guyot, Sophie Réhault-Godbert, unité de Recherches avicoles, centre Inra Val de Loire.

Fil rouge - Sécurité sanitaire

Couver rend plus fort !

Le blanc d’œuf présente une activité bactériostatique qui protège l’embryon des agressions bactériennes, en limitant leur croissance. A température de couvaison, il devient extrêmement agressif vis-à-vis des bactéries : son activité devient alors fortement bactéricide et à très large spectre. De plus, le pouvoir anti-salmonelle du blanc d’œuf s’améliore au cours des premiers jours après la ponte lorsque l’œuf est stocké à une température proche de celle de la couvaison. A Rennes et Tours, deux équipes de l’Inra tentent de comprendre les mécanismes moléculaires expliquant ce phénomène. En effet, ce pouvoir d’auto-défense du blanc d’œuf dans de telles conditions résulte d’interactions multiples qu’il reste encore à élucider.

Ovomining : comment débusquer de nouvelles protéines antibactériennes ?

Mené par l’Inra jusqu’en 2012, ce projet avait pour objectif de répertorier l’ensemble des protéines antibactériennes de l’œuf par analogies avec des protéines antimicrobiennes d’autres espèces et grâce à des logiciels de prédiction de fonctions de protéines. Sept protéines du blanc d’œuf, des membranes vitellines ou du jaune susceptibles de jouer un rôle dans la défense de l’œuf ont ainsi été purifiées ou synthétisées puis analysées pour leur potentiel antimicrobien (dont des défensines, des antiprotéases etc.). Les chercheurs ont déterminé la structure tridimensionnelle des molécules les plus pertinentes et appréhendé leurs mécanismes d’action vis-à-vis des constituants bactériens

Gram + et -

Cette distinction entre ces deux types de bactéries repose sur des différences au niveau de leurs parois. Avec la coloration de Gram, les bactéries à Gram positif apparaissent violettes au microscope (par exemple, celles des genres Staphylococcus, Micrococcus, Lactobacillus, Bacillus, Streptococcus, Listeria...) tandis que les Gram négatif sont roses (comme les bactéries des genres Salmonella, Escherichia coli, Yersinia...).