Des nanoparticules pour activer les défenses naturelles des cultures
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● Les chercheurs du Tecnologico de Monterrey au Mexique développent des nanoparticules qui activent les défenses naturelles des cultures, améliorant ainsi leur résistance et leur productivité.
● Le projet vise à réduire l'utilisation d'engrais chimiques et à accroître la souveraineté alimentaire grâce à des solutions accessibles aux petits et moyens producteurs.
● En collaboration avec des partenaires au Canada, au Chili et en Colombie, l'équipe de recherche valide l'impact positif sur le microbiote, le sol et l'environnement, dans le but de mettre en place une agriculture régénérative.
Guadalajara, Jalisco, Mexique. Juillet 2025. – Les chercheurs du Tecnologico de Monterrey mènent un projet pionnier dans le pays qui explore le potentiel de la nanobiotechnologie pour améliorer les processus naturels de nutrition, d'immunité et de développement des plantes, marquant une étape importante vers une agriculture plus durable et plus résiliente au Mexique.
Bien que la nanotechnologie soit largement appliquée dans des secteurs tels que l'électronique et les matériaux, son intégration à la biotechnologie à des fins agricoles représente un domaine émergent au potentiel énorme.
Le projet se distingue par l'induction de mécanismes d'immunisation chez les plantes, imitant les processus biologiques que les vaccins génèrent chez les humains, en utilisant des nanoparticules pour déclencher des réponses défensives chez les plantes, avec un accent initial sur les cultures maraîchères à cycle court dans la région de Jalisco.
« La rapidité des cycles de culture nous permet d'observer des résultats en quelques mois seulement. Ceci, combiné à l'utilisation de semences à cycle court, permet non seulement d'améliorer la production, mais aussi de renforcer la souveraineté alimentaire du Mexique dans un contexte de changements géopolitiques », explique le Dr Diego Eloyr Navarro-López, professeur de recherche en sécurité alimentaire et nutrition au sein du groupe de recherche sur la santé de l'École d'ingénierie et de sciences du Tecnologico de Monterrey, campus de Guadalajara, et responsable du projet.
Les nanoparticules mises au point par l'équipe de recherche, telles que l'oxyde de titane ou le chitosane, stimulent la production de composés antioxydants endogènes dans les plantes, améliorant ainsi leur croissance, leur résistance au stress hydrique et leur capacité à absorber les nutriments.
De plus, cette technologie favorise l'interaction entre les racines et les micro-organismes bénéfiques du sol, améliorant le développement métabolique et l'absorption d'eau dans des conditions défavorables.
Les études menées jusqu'à présent en laboratoire et en serre (niveau TRL4) indiquent une compatibilité élevée avec les micro-organismes du sol, sans effet toxique détectable sur les plantes, les poissons ou les animaux.
Cependant, la prochaine étape consistera à réaliser ces tests sur des cultures en plein champ afin d'évaluer l'impact réel sur les écosystèmes agricoles.
Dans un contexte où il n'existe toujours pas de législation spécifique pour les intrants nano-agricoles au Mexique, l'équipe cherche à devancer le cadre réglementaire avec une stratégie basée sur la synthèse de nanoparticules stables et biocompatibles, en donnant la priorité aux composés déjà approuvés dans d'autres industries (tels que le chitosane ou l'hydroxyapatite).
L'objectif est également d'avoir un impact politique, en apportant des preuves scientifiques pour l'élaboration d'une réglementation appropriée.
Les autorités compétentes, notamment la COFEPRIS, la SENASICA et la SAGARPA, exigent des études rigoureuses sur la toxicité, l'impact environnemental et l'accumulation dans les aquifères.
Les progrès ont été validés dans des cultures telles que le piment poblano, la tomate saladette, la banane Cavendish et la myrtille, avec des résultats prometteurs.
Grâce à des partenariats avec des coopératives agricoles et des entreprises de fertilisants biologiques, l'objectif est de développer cette technologie et de faciliter son adoption sur le terrain.
« La production de micro-organismes est simple et peu coûteuse ; de plus, nous appliquons les nanoparticules à microdoses, ce qui les rend viables pour les producteurs de taille moyenne », souligne le Dr Navarro-López.
D'autre part, le Dr Edgar René López Mena, professeur de recherche titulaire d'un doctorat en physique des solides et co-responsable de l'initiative de recherche, a souligné que la production d'un seul gramme de nanoparticules, même si elle peut prendre des jours ou des semaines selon le type, est réalisée sous un contrôle strict afin de garantir son efficacité et sa sécurité.
Le paysage futur : économie circulaire et agriculture régénérative
L'équipe travaille déjà sur des formulations foliaires et sur la revalorisation des déchets d'agrumes et des huiles essentielles comme matières premières pour de nouvelles nanoparticules, favorisant ainsi l'économie circulaire.
La synergie entre science et durabilité est le moteur d'un modèle agricole régénératif qui vise à réduire l'utilisation d'engrais chimiques et l'impact environnemental, sans compromettre la productivité.
Le projet est soutenu par une équipe multidisciplinaire composée de biotechnologistes agricoles, de physiciens, d'ingénieurs informaticiens et de spécialistes en modélisation computationnelle et en apprentissage automatique.
Les collaborations internationales avec l'Université de Colombie-Britannique (Canada) et l'Université de La Frontera (Chili) renforcent la composante scientifique, de la dynamique moléculaire des plantes à la conception de nanoparticules combinées.