Les bétalaïnes sont une classe de pigments végétaux responsables de la couleur caractéristique rouge-violet (bétacyanine) ou jaune (bétaxanthine) de certains fruits et légumes. Ces pigments naturels, solubles dans l’eau et contenant de l’azote sont couramment utilisés comme colorants alimentaires. Récemment, les résultats de la recherche ont mis en évidence le fort potentiel antioxydant des bétalaïnes, ce qui en fait des candidats potentiels pour produire des aliments santé et lutter contre diverses maladies. À l’heure actuelle, les bétalaïnes ne sont produites que dans des plantes de l’ordre des Caryophyllales et des champignons supérieurs. Par conséquent, l’ingénierie métabolique a été explorée pour modifier génétiquement des plantes cultivables non Caryophyllales, afin d’améliorer la creation et l’évolutivité de ces pigments.
Bien que des plantes transgéniques accumulatrices de bétalaïne aient été développées au fil des ans, leurs purposes dans la production de ressources alimentaires de santé restent à explorer.
Pour combler cette lacune, une équipe de recherche collaborative de l’Université des sciences de Tokyo (TUS) et du Centre de recherche en biotechnologie d’Iwate, au Japon, dirigée par le professeur Gen-ichiro Arimura de TUS, a tenté de modifier génétiquement des plants de pommes de terre et de tomates pour produire de la bétacyanine. Leur objectif était de tester l’efficacité thérapeutique des tomates et des pommes de terre productrices de bétacyanine contre des modèles murins de colite et de macrophages inflammatoires. Leurs découvertes ont été publiées dans Biotechnology & Bioengineering le 26 janvier 2023. Discutant des résultats de cette étude, le professeur Arimura déclare : « Nous avons réussi à concevoir des tubercules de pomme de terre et des fruits de tomate pour co-exprimer les gènes de biosynthèse de la bétacyanine. [genes for CYP76AD1 from Beta vulgaris, DOD (DOPA 4,5-dioxygenase) and 5GT (cyclo-DOPA 5-O-glucosyltransferase) from Mirabilis jalapa] sous le contrôle de promoteurs appropriés. Cela a amélioré l’accumulation endogène de bétanine et d’isobétanine – deux varieties courants de bétacyanine – dans ces légumes transgéniques. L’accumulation de ces pigments les a fait apparaître de couleur rouge foncé lors de la maturation, par rapport à leurs homologues de type sauvage.”
Les macrophages jouant un rôle essential dans plusieurs maladies inflammatoires, l’équipe a ensuite testé l’efficacité thérapeutique de ces légumes transgéniques dans des cellules de kind macrophage (Raw264.7), suite à la stimulation de la réponse immunitaire par les lipopolysaccharides (LPS). Ils ont observé que les extraits du fruit de tomate transgénique exerçaient une activité anti-inflammatoire as well as élevée que leurs homologues de sort sauvage. Cela a été attribué à une diminution de la transcription stimulée par le LPS du gène de la cytokine professional-inflammatoire — un Tnf-? gène, au sein des cellules transgéniques.
“Ces résultats étaient conformes aux effets anti-inflammatoires de la tomate transgénique que nous avons observés dans les intestins de modèles murins atteints de colite induite par le dextran sulfate de sodium (DSS). Une nette amélioration de leur perte de poids corporel et de l’indice d’activité de la maladie a été observée grâce à la suppression de la transcription stimulée par le DSS des gènes pro-inflammatoires – gènes pour Tnf-?, Il6 et Cox-2 », ajoute le professeur Arimura, tout en discutant des résultats dérivés de l’autre expérience chez la souris. De additionally, l’action additive et synergique de la bétacyanine avec des composants de fruits naturels (tels que le lycopène dans la tomate) a encore stimulé l’amélioration de la colite dans les modèles murins. Fait intéressant, alors que des effets anti-inflammatoires significatifs ont été observés avec des extraits de tomates transgéniques à des dilutions de 100 à 1000 fois, ce n’était pas le cas avec les pommes de terre transgéniques, malgré une output substantielle de bétanine et d’isobétanine. On pense que la raison en est la présence d’antagonistes inconnus dans les pommes de terre transgéniques qui agissent contre la fonction anti-inflammatoire de la bétacyanine, mais cela reste à confirmer.
“Les tomates génétiquement modifiées pour produire des bétacyanines se sont avérées avoir des effets substantiels sur la santé. Bien que des sources végétales naturelles de bétalaïnes telles que les betteraves existent, ces pigments présentent une faible stabilité à des températures élevées et à un pH extrême. Cela indique que la bétacyanine produisant des lignées de tomates transgéniques est additionally prone être efficaces comme aliments diététiques lorsqu’ils sont ingérés à l’état brut », résume le Pr Arimura.
Quelles sont les purposes potentielles de ces découvertes ? Il ajoute en outre : “Bien qu’il n’y ait pas de lifestyle commerciale de cultures comestibles génétiquement modifiées au Japon, nous nous attendons à ce que leurs applications en tant qu’aliments de santé par le biais de la production dans des usines de plantes fermées et d’autres installations conduiront à l’utilisation généralisée de plantes recombinantes au Japon”.
Nous sommes convaincus que l’ingénierie de la bétalaïne deviendra bientôt une voie prometteuse pour améliorer la output commerciale d’aliments santé, qui stimulent l’approvisionnement alimentaire tout en conférant simultanément des avantages pour la santé à ses consommateurs.