Un jeu vidéo pourrait-il aider à éradiquer un poison cancérigène? Un projet récemment lancé donne aux joueurs ordinaires la possibilité de résoudre un casse-tête biologique, ce qui pourrait potentiellement déboucher sur de nouvelles façons de rendre notre approvisionnement alimentaire plus sûr.
Les aflatoxines, produits cancérigènes des moisissures présentes dans les cultures agricoles comme le maïs et les arachides, constituent un fléau dans les pays en développement. La consommation de cultures contaminées par l'aflatoxine peut provoquer une intoxication aiguë et la mort. Cependant, une exposition de faible intensité sur une longue période peut causer des problèmes au système immunitaire, ralentir la croissance des enfants et constituer un facteur de risque majeur du cancer du foie. Alors que les pays à revenu élevé tels que les États-Unis contrôlent la présence d'aflatoxines dans les cultures, quelque 4, 5 milliards de personnes, principalement dans les pays à faible revenu, sont toujours menacées.
Bien que le problème soit reconnu depuis plus de 50 ans, les chercheurs doivent encore trouver une solution complète. À présent, un projet parrainé par la société de confiserie Mars, Incorporated, en collaboration avec plusieurs organisations à but non lucratif et universités, vise à faire avancer la recherche en trouvant une enzyme capable de dégrader les aflatoxines. Ils espèrent y parvenir en exploitant l'amour naturel des humains pour les jeux et la résolution de problèmes.
L'équipe a mis en ligne une série de puzzles sur l'aflatoxine sur Foldit, une plate-forme de jeu permettant aux utilisateurs d'expérimenter le pliage de différentes structures protéiques. Plier les protéines dans des structures tridimensionnelles appropriées avec des utilisations potentielles dans la vie réelle nécessite un raisonnement spatial et des compétences en correspondance de motifs, ce qui rend le processus mûr pour la gamification - le cofondateur de Foldit le décrivait autrefois «comme Tetris sur les stéroïdes».
Les utilisateurs de Foldit ont d’abord reçu une enzyme susceptible de dégrader l’aflatoxine et sont chargés d’améliorer cette enzyme afin de mieux neutraliser la toxine. Les cinq ou dix meilleures solutions seront ensuite synthétisées puis testées à l’Université de Californie, Davis. Toutes les informations resteront dans le domaine public. L’équipe espère que la mise à profit du potentiel des non-experts les aidera à trouver des solutions inattendues et à sortir des sentiers battus de la même manière que les ordinateurs.
"En substance, le jeu vidéo cherche à capturer l'imagination humaine sur" ce qui pourrait être "pour la structure de la protéine", explique Justin Siegel, chimiste à UC Davis impliqué dans le projet. "Il fournit des informations en temps réel sur la probabilité que la structure envisagée par le joueur soit physiquement possible."
Foldit, développé par des informaticiens de l'Université de Washington et de la Northeastern University, a déjà été utilisé avec succès dans la recherche en santé. En 2011, les utilisateurs de Foldit ont mis trois semaines à découvrir la structure d'une enzyme qui aide le virus du SIDA à se reproduire, ouvrant ainsi la voie à de nouveaux traitements potentiels. C’était un problème qui déconcertait les scientifiques depuis une décennie.
L’aflatoxine est présente chez l’homme depuis des milliers d’années, mais elle n’a été identifiée qu’en 1960, lorsque des milliers de dindes dans des élevages de volailles anglais ont commencé à tomber malades et à mourir sans cause évidente. Les scientifiques ont qualifié le problème de «maladie du dindon X» et l'ont finalement associé à de la farine d'arachide importée du Brésil. Il a été établi que l’aliment pour animaux était contaminé par un type de moisissure appelé Aspergillus flavus, dont les métabolites toxiques étaient connus sous le nom d’aflatoxines.
Les recherches ont finalement permis de découvrir que deux moisissures, Aspergillus flavus et Aspergillus parasiticus, étaient principalement responsables de la production d'aflatoxines. Ces moisissures se développent dans des conditions chaudes et humides et peuvent contaminer les cultures dans les champs, pendant la récolte et pendant le stockage. Ils poussent sur un certain nombre de cultures de base, notamment le maïs, les arachides, le millet, le blé, les graines de coton et les noix. Ils peuvent également contaminer le lait et d'autres produits laitiers si les animaux mangent des aliments moisis.
De nombreux pays, y compris les États-Unis et les pays de l'UE, appliquent des normes strictes concernant la quantité maximale d'aflatoxines autorisée dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux. Mais de nombreux pays en développement ont des normes moins strictes, voire aucune, ou ont du mal à réglementer leurs normes. Les résidents consommant des aliments contaminés cultivés localement souffrent à la fois des effets immédiats: une épidémie d'aflatoxicose (intoxication aiguë par l'aflatoxine) survenue en 2004, tuant 125 personnes dans les zones rurales du Kenya, et des conséquences à long terme pour les personnes exposées aux aflatoxines et souffrant de l'hépatite B pays en développement) ont un risque de cancer du foie environ 30 fois plus élevé que la normale.
«Lorsque vous y réfléchissez, le mot« peste »vient à l’esprit», déclare Howard Shapiro, directeur de l’agriculture de Mars, Incorporated.
L'aflatoxine est également un fardeau économique. Étant donné que les pays développés n'acceptent pas les aliments contaminés, les agriculteurs perdent des millions de dollars en revenus en raison des envois refusés et de la baisse de la valeur des cultures. Les exportations de cacahuètes, autrefois florissantes dans de nombreux pays africains, ont fortement diminué depuis les années 1970 à cause des craintes liées à l'aflatoxine.
Le problème peut être partiellement géré avec des techniques de récolte et de stockage appropriées, même si celles-ci sont parfois hors de portée des petits agriculteurs. Les recherches actuelles sur le contrôle de l'aflatoxine portent sur la sélection de plantes résistantes, en utilisant des variétés de moisissures non toxiques pour concurrencer les plantes toxiques, ainsi que des traitements chimiques destructeurs de l'aflatoxine. Mais rien n’a encore apporté de solution comparable.
Mars, Incorporated, qui consomme chaque année des tonnes d'arachides, de maïs et d'autres produits de base dans des bonbons tels que M & Ms et Snickers, est préoccupée par le problème de l'aflatoxine. Selon Shapiro, à un moment donné, environ 70% des envois provenant d'une chaîne d'approvisionnement particulière ont été refusés en raison de la contamination. Shapiro et son équipe travaillent à la sélection de cultures résistantes à l'aflatoxine, un projet dont il espère qu'il obtiendra des résultats dans cinq à huit ans. Il espère que le projet FoldIt portera ses fruits plus tôt. Les enzymes découvertes par les utilisateurs de Foldit pourraient contribuer à la création de nouveaux composés permettant de contrôler l’aflatoxine à différents stades du processus de croissance et de stockage, en travaillant potentiellement en synergie avec des plantes résistantes plus tard.
«Je pense que cela pourrait être une grande avancée», a déclaré Shapiro. «Si nous avons de la chance, ce n'est pas juste pour Mars. C'est un effort mondial.
