Материал: Christian Lévêque, Jean-Claude Mounolou Biodiversité Dynamique biologique et conservation 2008

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Dynamique de la diversité biologique et conséquences (santé)

en thérapeutique en 1941. Les antibiotiques ont permis de contrôler
pendant plusieurs dizaines d’années les bactéries pathogènes respon-
sables des grandes épidémies. Mais l’utilisation des antibiotiques a
comme corollaire quasiment inéluctable l’apparition des résistances
bactériennes, car la plasticité de leur génome permet aux bactéries de
s’adapter et de survivre. Dans certains cas, une mutation intervient sur
le chromosome bactérien. Dans d’autres cas la bactérie acquiert une
information génétique provenant d’une autre bactérie déjà résistante
(plasmide). La dissémination de résistances liée à la circulation des gènes
entre bactéries est importante et explique la rapidité avec laquelle le
phénomène de résistance évolue au sein du monde bactérien.

L’émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques est un phéno-

mène inquiétant sur le plan de la santé publique. Alors qu’en 1941 moins
de 1% des souches de Staphyloccocus aureus étaient résistantes à la
pénicilline, en 1994, 90% des souches y étaient devenues résistantes.
Les processus en cause sont des mutations, ou encore l’acquisition auprès
d’une autre bactérie de l’information génétique permettant de détruire ou
de neutraliser l’antibiotique. Depuis quelques années, plusieurs espèces
bactériennes sont devenues résistantes aux quelque 200 antibiotiques
mis au point depuis 60 ans. Et le problème va en s’amplifiant.

6.4.2 Résistance aux pesticides

La résistance aux insecticides est l’expression de la capacité des orga-
nismes à s’adapter à de nouvelles conditions environnementales.
L’évolution de cette résistance dépend de plusieurs facteurs:

• les mutations qui sont à l’origine de nouveaux variants ou allèles des

gènes existants, dont des allèles responsables de la résistance;

Les infections acquises à l’hôpital (dites infections nosocomiales)
constituent un problème de santé publique préoccupant. L’hôpital
offre des conditions propices au développement de la résistance
aux antibiotiques: prescription élevée d’antibiotiques qui favorise
l’émergence de bactéries résistantes; concentration de population
qui favorise la dissémination rapide des souches résistantes. Plus
la résistance est élevée et plus on prescrit d’antibiotiques, une
spirale infernale… Cette situation oblige à poursuivre la recherche
de nouveaux antibiotiques afin d’éviter de se trouver démunis
devant une infection grave.

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Adaptation des agents pathogènes aux moyens de lutte

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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.

• la sélection qui trie les gènes les mieux adaptés à l’environnement.

En présence d’insecticides, les gènes de résistance sont sélectionnés
et, peu à peu, augmentent en fréquence;

• la migration qui permet à ces nouveaux gènes de se disperser hors

de leur zone géographique d’origine.

L’apparition de résistances à des produits chimiques utilisés dans

la lutte contre les organismes indésirables (pathogènes, vecteurs de
maladies, ravageurs de cultures) est un phénomène de plus en plus
courant qui touche tous les embranchements des êtres vivants, des
bactéries aux eucaryotes les plus évolués. Ainsi, la résistance des
insectes diminue l’efficacité des insecticides avec des répercussions en
médecine vétérinaire (traitement antiparasitaire du bétail), en agriculture
(protection des végétaux) et en santé humaine (traitement contre les
vecteurs de maladies et contre les «nuisances»).

L’action toxique des insecticides est due à leur fixation sur des récep-

teurs biologiques – la plupart du temps des protéines du système
nerveux – dont le fonctionnement est alors perturbé. Ces molécules,
cibles des insecticides, peuvent subir des mutations ponctuelles qui
donnent aux organismes concernés la possibilité de survivre à des doses
de substances toxiques qui sont normalement mortelles.

Mais la perte de toxicité peut également résulter d’une modification

de l’activité des enzymes de détoxication, essentiellement des estérases.
Il y a chez les individus résistants une surproduction de ces protéines
qui piègent pratiquement toute molécule de pesticide qui pénètre à
l’intérieur de l’organisme. Parmi les mécanismes biochimiques et géné-
tiques impliqués, un des mieux connus est l’amplification des gènes qui
codent pour ces protéines à activité estérasique. Dans le cas du moustique

Les moustiques font de la résistance

La lutte contre les moustiques en Afrique de l’ouest se fait par la
pulvérisation d’insecticides et l’utilisation de moustiquaires impré-
gnées de pyréthrinoïdes. Ces méthodes sont mises partiellement
en échec par le gène KDR (knock down resistance) qui résulte
d’une mutation empêchant l’insecticide de se fixer dans l’organisme
du moustique. La résistance apparue suite au traitement massif de
champs de coton en Côte d’Ivoire s’est étendue à de nombreuses
régions d’Afrique de l’Ouest, avec une prévalence parfois supé-
rieure à 90%. La diffusion de cette résistance varie néanmoins
selon les régions et selon les espèces d’anophèles.

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Dynamique de la diversité biologique et conséquences (santé)

Culex pipiens, qui vit dans le sud de la France, deux mécanismes
principaux sont à l’origine des résistances aux organophosphorés qui
sont les insecticides les plus utilisés contre cet insecte. D’abord une
détoxication accrue résultant de la surproduction de deux enzymes, les
estérases A et B. La surproduction de l’estérase B est due à l’amplifica-
tion, dans le génome, du gène codant cette enzyme. Ensuite l’apparition
d’acétylcholinestérases résistantes, des protéines intervenant dans le
fonctionnement du système nerveux central et qui sont habituellement
inhibées par les organophosphorés.

6.5

SUBSTANCES D’INTÉRÊT MÉDICAL
ET DIVERSITÉ BIOLOGIQUE

La diversité biologique est une source importante de substances natu-
relles dont les principes actifs intéressent l’industrie pharmaceutique.

6.5.1 Les pharmacopées traditionnelles

Pour des raisons économiques, environ 80% des êtres humaines n’ont
toujours pas accès à la médecine moderne et se soignent à partir de
médecines traditionnelles qui font souvent appel aux plantes médicinales.
Les plantes constituent depuis longtemps une source importante de
médicaments. L’opium extrait du pavot somnifère, et ses constituants
(morphine et dérivés), sont les médicaments anciens les plus connus
car ils permettent de lutter contre la douleur. Puis vinrent les alcaloïdes
et les principes actifs isolés des plantes telles que la ciguë, le quinquina
(qui a donné la quinine et ses dérivés), la digitaline (extrait de la digitale)
qui permet de traiter certaines déficiences cardiaques.

Divers produits animaux sont également utilisés en médecine tradition-

nelle sans que les principes actifs soient réellement explicités. La
corne de rhinocéros ou les os de tigres, dont l’efficacité reste à prouver,
ont été à l’origine de commerces particulièrement lucratifs et très
préjudiciables pour les espèces concernées.

6.5.2 Diversité biologique et industrie pharmaceutique

Depuis 150 ans, les plantes médicinales ont fourni des médicaments très
efficaces. Ils ont été mis au point en recherchant les principes actifs de
plantes médicinales qui, pour la plupart, étaient des plantes toxiques.
C’est le cas de la digitale qui a fourni des cardiotoniques, ou du pavot
qui a donné la morphine. L’aspirine, produit pharmaceutique universel,

6.5  

Substances d’intérêt médical et diversité biologique

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provient de l’acide salicylique qui a été découvert dans la filipendule; la
pénicilline est issue de bactéries du genre Penicillium. Encore récemment,
de grands médicaments ont été isolés de produits naturels: des agents
anti-tumoraux sont isolés de la pervenche de Madagascar (alcaloïdes),
et de l’écorce de l’if américain (taxol).

Alors qu’environ 20 000 plantes sont utilisées dans le monde par les

médecines traditionnelles, seulement 5 000 ont été étudiées comme
sources potentielles de substances à usage pharmaceutique. C’est pour-
quoi certains défenseurs de la diversité biologique estiment qu’elle
représente un réservoir stratégique pour l’industrie pharmaceutique,
réservoir qu’il est indispensable de préserver dans la mesure où il est
encore imparfaitement exploité.

La recherche de nouvelles molécules se heurte néanmoins à quelques

difficultés. Une fois identifiées, il n’est pas toujours possible de se
procurer suffisamment de matériel vivant pour assurer l’exploitation
de la découverte. Ainsi, la fabrication du taxol a nécessité en 1987 de
l’ordre de 30 tonnes d’écorce de l’if américain, un arbre à croissance
lente qui pourrait être en danger de disparition. On a donc cherché à
synthétiser les composés actifs. On y est parvenu dans le cas du taxol,
mais rien ne permet d’assurer a priori que ce soit possible dans tous
les cas.

Les animaux sont également à l’origine de substances pharmaco-

logiques. Le foie des requins contient des substances augmentant la
résistance de l’organisme humain aux affections cancéreuses. Le venin
des abeilles est utilisé dans le traitement des arthrites, et celui de
nombreux serpents est utilisé en pharmacologie.

L’industrie pharmaceutique mondiale a compris l’intérêt de la diver-

sité biologique car elle tire une partie non négligeable de son chiffre
d’affaires de médicaments élaborés à partir de principes biologiquement
actifs extraits de plantes, ou identifiés dans les plantes avant d’être
reproduits synthétiquement. Plus de la moitié des médicaments utilisés
actuellement possèdent comme matière active une substance naturelle
provenant de plantes ou d’animaux.

On espère tirer profit de la vaste connaissance des plantes accumulée

par les guérisseurs pour la recherche pharmaceutique. L’ethnopharmaco-
logie cherche ainsi à mettre en relation les savoirs ancestraux des
médecines traditionnelles et les savoirs scientifiques actuels. Par ailleurs,
des vastes programmes de recherche systématique de nouvelles substan-
ces ont été mis en place par l’industrie pharmaceutique. Il s’agit en
l’occurrence de tester le maximum d’espèces à l’aide de techniques de
criblage. C’est ainsi que la ciclosporine, qui a permis des progrès décisifs

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Dynamique de la diversité biologique et conséquences (santé)

dans la transplantation d’organes en supprimant les barrières immuni-
taires, a été découverte dans des champignons.

Depuis quelques décennies, l’extraordinaire diversité de la faune et

de la flore marines a incité les scientifiques à y rechercher de nouvelles
molécules aux propriétés chimiques inédites, dans un environnement
encore peu exploité. Plusieurs milliers de substances sont aujourd’hui
répertoriées, dont certaines appartiennent à de nouvelles classes de
molécules sans analogues terrestres. Près de la moitié des molécules
marines brevetées dans le monde depuis 1969 ont des propriétés anti-
tumorales: la cytarabine (un antileucémique commercialisé sous le
nom de Aracytine) provient d’une éponge de la mer des Caraïbes, la
bryostatine dérivée d’un bryozoaire du golfe de Californie, est particu-
lièrement prometteuse car elle inhibe le développement des tumeurs
solides et des mélanomes. Les grands groupes pharmaceutiques s’intéres-
sent également aux neurotoxines (par exemple le venin des gastéropodes),
pour fabriquer des antalgiques.

Parmi les milliers de molécules d’origine marine identifiées jusqu’à

présent, quelques dizaines seulement ont des perspectives de commer-
cialisation. En effet, de nombreuses substances ont été isolées chez des
espèces rares qui ne peuvent être récoltées en grande quantité, et dont
l’élevage est impossible. Quant à la synthèse chimique elle est souvent
difficile compte tenu de la structure chimique extrêmement complexe
des nouvelles molécules.

Depuis le début du 

XX

e

 siècle, l’exploration du monde microbiologique

a aussi fourni sa part de principes actifs qui se sont ajoutés à l’arsenal
thérapeutique issu du monde végétal. C’est l’ère moderne des antibio-
tiques: pénicilline, tétracyclines, streptomycines, etc. De fait, il existe
dans la Nature une extraordinaire diversité de structures moléculaires.
Ces substances naturelles sont devenues l’objet d’un grand marchandage
international. De manière schématique, les pays en développement
possèdent une grande diversité biologique qui constitue potentiellement
un gisement de molécules encore inexploité, convoité par les grandes
entreprises pharmaceutiques ou les fabricants de cosmétiques.

6.5.3 Biotechnologies

Des OGM sont utilisés à grande échelle depuis la fin des années 1970
pour produire des médicaments. L’insuline provient essentiellement de
bactéries OGM et non plus du pancréas de porc. Il en est de même pour
l’hormone de croissance depuis 1986. Le vaccin contre l’hépatite B est