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Les dinotoxines forment un groupe de toxines produites par les dinophytes (aussi appelés dinoflagellés), protistes aquatiques flagellés et unicellulaires. Ce terme générique fut introduit par Hardy et Wallace[1] en 2012 pour désigner l'ensemble des toxines produites par les dinophytes, groupe important d'organismes marins extrêmement diversifié. Cette grande diversité chez les dinophytes se traduit par une grande diversité de toxines, bien que quelques unes de ces toxines (ou leurs dérivés) soient communes à plusieurs espèces.

Les dinophytes ne produisent généralement de toxines qu'en faible quantité. Ainsi, en petite concentration, elles ne présentent pas de risques. En grande concentration cependant, leurs toxines se révèlent extrêmement toxiques pouvant empoisonner un grand nombre d'espèces marines comme des poissons, des crustacés et des mollusques et affecter le système nerveux des animaux, dont l'homme, qui consomment ces espèces empoisonnées ou boivent l'eau contaminée.[2][3] Lorsque l'environnement favorise la prolifération, lors des marées rouges ou des efflorescences algales toxiques, les dinophytes sont capables de produire d'immenses quantités de dinotoxines dont la concentration élevée entraîne la disparition des poissons et la contamination des mollusques et crustacés.[4] Cette contamination des mollusques et crustacés est responsable de nombreuses intoxications chez l'homme[2][4] telles que l'intoxication paralysante par les fruits de mers, l'intoxication diarrhéique par les fruits de mer, l'intoxication neurologique par les fruits de mer et la ciguatera.[2]

Les dinotoxines n'impactent pas seulement les écosystèmes marins mais aussi l'économie.[4] Leur impact économique devient de plus en plus important comparé aux années précédentes en raison de la consommation plus élevée de fruits de mer et du tourisme littoral.[4]

Toxines communes

On estime qu'il existe plus de cent dinotoxines différentes. Les trois plus communes, produites par une grande variété de dinophytes, sont présentées ci-dessous.

Les saxitoxines et les gonyautoxines sont des neurotoxines mortelles causant l'intoxication paralysante par les fruits de mer.[4][5][6] La saxitoxine B1 devient létale aux concentrations allant de 86 à 788 microgrammes par kilogramme de poids corporel[7], tandis que la gonyautoxine devient létale avec une concentration de 411 microgrammes par kilogramme de poids corporel.[6]

Les yessotoxines (YTXs) sont des composés polyéthers disulfatés. Puissantes cytotoxines, elles perturbent les fonctions antitumorales du complexe E-cadhérine - caténine des cellules épithéliales.[8]

Fonction

Les dinotoxines peuvent être produites dans un but précis : faciliter la capture d'aliments ou agir comme défense contre les prédateurs. Elles pourraient également être de simples sous-produits du métabolisme de l'organisme.[9]

Génétique

La génétique moléculaire de la synthèse des dinotoxines n'est pas encore bien comprise,[10] mais on sait cependant que la voie de synthèse des polycétides impliquant la polycétide synthase (PKS) est associée à la production des dinotoxines.[11] Les toxines libérées par les dinophytes incluent généralement des polysaccharides sulfatés.[12] Une toxine commune, la saxitoxine, empêche les ions sodium de traverser la membrane plasmique par les canaux sodium.[6]

Applications

Les dinotoxines sont d'une grande importance pour de nombreux domaines de recherche comme la chimie, la toxicologie et le biomédical.[8]

Avec la croissance économique du secteur des produits de la mer, l'intérêt des scientifiques pour les dinotoxines s'est accru. L'étude de ces toxines permet aux scientifiques de mettre en place des tests évaluant les niveaux de toxicité du poisson et des fruits de mers avant leur consommation.[8]

Il est également possible de développer des anticorps contre les dinotoxines pouvant se révéler efficaces lors d'efflorescences toxiques ou sur le terrain.[13]

Certaines dinotoxines sont utiles pour la gestion de la douleur.[14][15] Ces toxines pourraient avoir des effets thérapeutiques et d'autres applications en médecine comme par exemple leur utilisation en tant qu'antiviraux, antibactériens et antioxydants, la neutralisation des radicaux libres, le contrôle de l'inflammation et l'élimination des tumeurs.[2][8] Ils peuvent également agir comme anticoagulants, biolubrifiants et empêcher les microorganismes pathogènes de se lier aux membranes cellulaires grâce à leur pouvoir antiadhésif.[12]

Références

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  1. ↑ (en) CR Hardy et Wallace JR, Algae in forensic investigations, London, John Wiley and Sons, Ltd., , 145–173 p., « 9 »
  2. ↑ a b c et d F. García Camacho, J.J. Gallardo Rodríguez, A. Sánchez Mirón, M.C. Cerón García, E.H. Belarbi et E. Molina Grima, « Determination of shear stress thresholds in toxic dinoflagellates cultured in shaken flasks », Process Biochemistry, vol. 42, no 11,‎ , p. 1506–1515 (DOI 10.1016/j.procbio.2007.08.001)
  3. ↑ (en) Gustaaf M. Hallegraeff, « Harmful algal blooms in the Australian region », Marine Pollution Bulletin, vol. 25, nos 5–8,‎ , p. 186–190 (DOI 10.1016/0025-326x(92)90223-s)
  4. ↑ a b c d et e Fabienne Gas, Laetitia Pinto, Béatrice Baus, Laure Gaufres, Marie-Pierre Crassous, Chantal Compere et Eric Quéméneur, « Monoclonal antibody against the surface of Alexandrium minutum used in a whole-cell ELISA », Harmful Algae, vol. 8, no 3,‎ , p. 538–545 (DOI 10.1016/j.hal.2008.08.027, lire en ligne)
  5. ↑ (en) Marine biotoxins, Organization of the United Nations Rome, Agriculture and Consumer Protection, (ISBN 978-92-5-105129-0, ISSN 0254-4725, lire en ligne)
  6. ↑ a b et c (en) Bradford D Gessner, JP Middaugh et GJ Doucette, « Paralytic shellfish poisoning in Kodiak, Alaska », Western Journal of Medicine, vol. 166, no 5,‎ , p. 351–353 (PMID 9392992, PMCID 1304631)
  7. ↑ (en) D.C. Rodrigue, R.A. Etzel, S Hall et P.A. Blake, « Lethal paralytic shellfish poisoning in Guatemala », American Journal of Tropical Medicine and Hygiene, vol. 42, no 2,‎ , p. 267–71 (PMID 2316796, DOI 10.4269/ajtmh.1990.42.267, lire en ligne)
  8. ↑ a b c et d J.J. Gallardo Rodríguez, A. Sánchez Mirón, F. García Camacho, M.C. Cerón García, E.H. Belarbi et E. Molina Grima, « Culture of dinoflagellates in a fed-batch and continuous stirred-tank photobioreactors: Growth, oxidative stress and toxin production », Process Biochemistry, vol. 45, no 5,‎ , p. 660–666 (DOI 10.1016/j.procbio.2009.12.018)
  9. ↑ (en) Roy David Magnuson, « Hypothetical Functions of Toxin-Antitoxin Systems », Journal of Bacteriology, vol. 189, no 17,‎ , p. 6089–6092 (ISSN 0021-9193, PMID 17616596, PMCID 1951896, DOI 10.1128/JB.00958-07)
  10. ↑ Russell Orr, Anke Stüken, Shauna Murray et Kjetill Jakobsen, « Evolution and Distribution of Saxitoxin Biosynthesis in Dinoflagellates », Marine Drugs, vol. 11, no 8,‎ , p. 2814–2828 (PMID 23966031, PMCID 3766867, DOI 10.3390/md11082814)
  11. ↑ Y Shimizu, « Microalgal metabolites », OALib Journal, no 6,‎ , p. 236–243 (PMID 12831899)
  12. ↑ a et b (en) Maria Filomena de Jesus Raposo, Alcina Maria Miranda Bernardo de Morais et Rui Manuel Santos Costa de Morais, Bioactivity and Applications of Polysaccharides from Marine Microalgae, Springer International Publishing, , 1683–1727 p. (ISBN 978-3-319-16297-3, DOI 10.1007/978-3-319-16298-0_47, S2CID 85628022)
  13. ↑ Chun-Kwan Wong, Patricia Hung, Edward A. L. Ng, Kellie L. H. Lee, Grace T. C. Wong et Kai-Man Kam, « Operational application of a rapid antibody-based detection assay for first line screening of paralytic shellfish toxins in shellfish », Harmful Algae, vol. 9, no 6,‎ , p. 636–646 (DOI 10.1016/j.hal.2010.05.004)
  14. ↑ Neil A. Hagen, Patrick du Souich, Bernard Lapointe, May Ong-Lam, Benoit Dubuc, David Walde, Robin Love et Anh Ho Ngoc, « Tetrodotoxin for Moderate to Severe Cancer Pain: A Randomized, Double Blind, Parallel Design Multicenter Study », Journal of Pain and Symptom Management, vol. 35, no 4,‎ , p. 420–429 (PMID 18243639, DOI 10.1016/j.jpainsymman.2007.05.011)
  15. ↑ Neil A. Hagen, Kim M. Fisher, Bernard Lapointe, Patrick du Souich, Srini Chary, Dwight Moulin, Ed Sellers et Anh Ho Ngoc, « An Open-Label, Multi-Dose Efficacy and Safety Study of Intramuscular Tetrodotoxin in Patients with Severe Cancer-Related Pain », Journal of Pain and Symptom Management, vol. 34, no 2,‎ , p. 171–182 (PMID 17662911, DOI 10.1016/j.jpainsymman.2006.11.008)
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