Les méthodes classiques de caractérisation de la composition des aliments et de leur évaluation toxicologique sont basées sur la recherche de molécules connues. Elles sont donc mal adaptées aux OGM pour lesquels les effets éventuels pourraient venir de molécules non connues a priori. Des chercheurs de l’INRA ont appliqué une méthode globale fondée sur la production d’empreintes analytiques et de signatures biologiques, pour étudier la qualité alimentaire de pommes de terre, et l’impact de leur consommation par des rats. Ces analyses ont permis notamment de montrer qu’il est possible de distinguer les animaux selon leur régime alimentaire (avec ou sans pomme de terre, selon le type de pommes de terre consommées, variétés transgéniques ou non). Cette méthode d’analyse se révèle performante et sensible ; il faut désormais poursuivre les recherches sur l’interprétation des résultats obtenus pour conclure en terme de risques potentiels pour la santé.

Une méthode globale

La transformation génétique des plantes à usage alimentaire peut conduire à une modification de leur composition biochimique et ainsi de leur qualité nutritionnelle. Les chercheurs de l'INRA de Toulouse ont mis au point une méthode globale qui permet de repérer ces éventuelles variations de composition biochimique chez les plantes et les modifications métaboliques qui en découlent chez les animaux consommateurs.

Cette approche innovante, appelée métabonomique, est basée sur l'analyse quantitative du métabolome, c'est-à-dire de l'ensemble des produits issus des réactions chimiques ayant lieu dans les cellules ou au niveau d'un organisme. Au niveau des plantes alimentaires, cette approche consiste à produire des "empreintes analytiques" significatives des composants primaires de l'aliment (protéines, minéraux, vitamines, etc.).
En ce qui concerne les animaux consommateurs de ces aliments, on met en évidence des "signatures biologiques" par l'analyse dans les urines des produits issus du métabolisme général. On caractérise ainsi l'impact nutritionnel de l'aliment.

Rats et pommes de terre

Les études ont porté sur l'effet d'une alimentation à base de diverses sortes de pomme de terre sur un modèle animal : le rat en croissance. Un premier lot de rats a reçu un régime de référence sans pomme de terre. D'autres rats ont consommé des tubercules provenant de différentes variétés conventionnelles ou ayant subi une transformation génétique (incorporation d'un gène de résistance au virus PVY responsable de nécroses sur les tubercules ou d'un gène impliqué dans le métabolisme de l'azote).

Caractériser l'aliment

L'ensemble des données obtenues grâce aux empreintes analytiques sur matériel végétal permet de distinguer les origines variétales des pommes de terre analysées, puis de repérer l'adaptation des plants aux conditions d'environnement sanitaires dans lesquelles étaient conduites les cultures (présence ou non du virus, etc.). Enfin, il est possible de caractériser la variation du métabolisme liée à l'insertion du transgène.
Une évaluation de la teneur en glycoalcaloïdes de chaque variété ou de la même variété génétiquement modifiée a été réalisée à partir de tubercules produits en conditions indemnes de contamination par le virus PVY. Ces analyses ont permis de montrer que l'insertion des différents transgènes n'a pas d'incidence sur la teneur en glycoalcaloïdes, métabolites secondaires indésirables. Les glycoalcaloïdes (comme la solanine) sont naturellement synthétisés par les pommes de terre à faible dose, et ils sont toxiques à forte concentration pour l'homme.

Evaluer l'effet sur les rats : une méthode sensible

La méthode d'analyse métabonomique s'est également révélée suffisamment sensible pour distinguer les animaux selon leur régime alimentaire. Les signatures biologiques urinaires ont permis de distinguer les animaux nourris avec un régime de référence sans pomme de terre de ceux nourris avec un régime à base de pomme de terre. Pour les rats ayant reçu une alimentation incluant des pommes de terre, il est également possible de distinguer la part de la réponse métabolique expliquée principalement par la variété de pomme de terre de celle liée aux variations limitées de la composition de l'aliment résultant de la transformation génétique des variétés. Les variations des signatures biologiques observées selon la variété de pomme de terre sont donc bien plus marquées que celles dues à la transformation génétique. Il n'en reste pas moins que des différences apparaissent entre les signatures biologiques des rats nourris avec ces variétés conventionnelles ou transgéniques. Le défi réside dans l'appréciation de ces différences en terme de toxicité potentielle, aux relations d'échelle près, et leur interprétation objective.

Un "microscope à réseau métabolique"

Que ce soit pour l'évaluation de " l'alimentarité " des plantes génétiquement modifiées ou la recherche de disruption métabolique d'origine génétique, endocrinienne ou subtoxique, la métabonomique, en tant que méthode de mesure des altérations du fonctionnement métabolique des organismes, possède de fait des propriétés comparables à celles d'un microscope, ceci grâce à sa capacité de focaliser certains détails du réseau métabolique sensibles aux perturbations appliquées au système biologique.