Présentation des axes du GdR

Axe 1

Identification/caractérisation et devenir des phycotoxines et leur dérivés dans la chaîne alimentaire

Coordinateurs : Zouher Amzil et Marina Nicolas

Equipes impliquées : IFREMER-PHYC, ANSES-LNR

L’identification des phycotoxines est un domaine de recherche qui a émergé à la suite des intoxications provoquées par la consommation de coquillages ou de poissons. Les premiers travaux de détermination des structures des composés chimiques impliqués dans ces intoxications datent des années 1930 pour la saxitoxine mais la confirmation finale de la structure n’a pu être obtenue qu’en 1970. Depuis, entre 300 et 500 composés ont été identifiés à la suite de diverses intoxications, mais pour la plupart de ces molécules leur implication réelle n’est toujours pas démontrée.

Depuis ces dernières années, de nouvelles phycotoxines lipophiles ont été identifiées, en partie à travers leur action neurotoxique létale très rapide chez les souris par voie intra-péritonéale. Ces neurotoxines sont dites à action rapide (ou « Fast Acting Toxins », FAT) et forment un groupe comprenant les spirolides, les gymnodimines, les pinnatoxines, les pteriatoxines et les prorocentrolides. Les effets toxiques chez l’homme ne sont pas connus et, à ce jour, aucun cas clinique n’a été relié à leur présence. En raison de nombreuses données manquantes, elles ne peuvent être soumises à un processus d’évaluation du risque pour l’Homme et ne sont soumises à aucun contrôle dans la réglementation communautaire. Ces FAT sont souvent détectées à de faible niveau mais de manière permanente. Cela soulève une nouvelle question dans le domaine des phycotoxines, à savoir faut-il considérer un risque chronique potentiel pour certaines de ces toxines ? De même pour le groupe de toxines ovatoxine/palytoxine produit par le dinoflagellé Ostreopsis -microalgue benthique qui sévit en Méditerranéenne depuis 2007 - pour lequel il existe très peu de données permettant d’établir des seuils d’alerte d’Ostreopsis dans le milieu et des seuils de sécurité sanitaires.

Dans les DROM «Départements et régions d’Outre-Mer» (Polynésie, Nouvelle-Calédonie et à un degré moindre Antilles), ce sont les ciguatoxines qui sont les plus préoccupantes. Des différences structurales existent entre les ciguatoxines du Pacifique (P-CTX1) et des Antilles (C-CTX1). Dans l’Océan indien de nombreux cas d’intoxication incriminent des sources toxiniques multiples liées à la diversité de l’habitat des récifs coralliens. Du fait de cette complexité, les processus écotoxicologiques sont souvent difficiles à appréhender.

La contamination des produits de la mer est généralement due non pas à une seule toxine mais une famille de dérivés décrivant un « profil toxinique » avec de fait une toxicité variable. Ces toxines peuvent aussi faire l’objet de réactions biochimiques (métabolisation) dans les organismes accumulateurs se traduisant éventuellement par la formation de dérivés plus ou moins toxiques. L’utilisation de la spectrométrie de masse est ainsi devenue incontournable pour l’identification et la description de nouveaux dérivés et métabolites, pour l’évaluation du devenir des phycotoxines dans les chaînes alimentaires, et pour mieux appréhender le risque sanitaire.

L’étude stratégique de Belin et al. (2009) (réseau REPHY) sur les toxicités atypiques en France (2003 -2008), a par ailleurs montré qu’environ 27 % des tests-souris positifs sur coquillages pour détecter les toxines lipophiles, ne pouvaient pas s’expliquer par la présence des toxines connues. Il est alors clair que le consommateur français peut être exposé à certains composés potentiellement toxiques dont on ne connaît ni la structure chimique ni la toxicité. Il apparaît nécessaire de conduire des études d’identification de ces composés associés aux toxicités atypiques. Néanmoins, la purification des toxines émergentes reste souvent incontournable pour en déterminer la structure. Ces purifications permettent également i) de développer des outils analytiques nécessaires à la surveillance et ii) de conduire des études toxicologiques. Dans ce but, les travaux de mise en culture des organismes producteurs ou de récolte de coquillages contaminés doivent être renforcés. De nouvelles techniques permettent en partie d’éviter cette étape. A ce titre, les techniques de métabolomique (basées sur des analyses LC-MS haute résolution) se montrent très prometteuses mais doivent être standardisées et couplées à un ou plusieurs tests biologiques afin d’identifier les composés bioactifs. L’approche bioanalytique de type EDA (Effect-Directed Analysis) couplée à l’évaluation in vitro de la toxicité sur différentes lignées cellulaires (CaCO2, Neuro-2a et HepG2) est également très prometteuse pour purifier, isoler et identifier des nouvelles toxines. Pour les toxines réglementées ainsi que celles qui émergent, de nouvelles techniques de détection sont également développées pour éclaircir l’importance et le devenir des toxines dans l’eau de mer. La mise au point d’échantillonneurs passifs permettant de concentrer et donc de détecter les toxines dissoutes dans l’eau de mer permettra de :i) vérifier le risque d’un effet direct des toxines libres sur les chaînes trophiques ; ii) disposer de systèmes d’alertes dans le cadre de la surveillance des toxines produites par les micro-algues toxiques non détectées par les réseaux de surveillance.  

Les enjeux croissants en matière de sécurité sanitaire, le durcissement de la réglementation européenne, nous conduisent à accroître l’effort de recherche en matière de caractérisation des biotoxines marines et leur devenir dans les chaînes alimentaires de l’Homme, en particulier :

1) Les groupes de phycotoxines qui touchent régulièrement les côtes françaises : i) le groupe acide domoïque produit par la diatomée Pseudo-nitzschia ; ii) le groupe acide okadaïque produit par les dinoflagellés Dinophysis et Prorocentrum lima; iii) le groupe saxitoxine produit par les dinoflagellés Alexandrium ; iv) le groupe ovatoxine/palytoxine produit par le dinoflagellé benthique Ostreopsis. ; v) les groupe pinnatoxines et spirolides produits par Vulcanodinium rugosum  et par Alexandrium ostenfeldii  respectivement.

2) Le groupe ciguatoxines, phycotoxines non encore repérées en France métropolitaine, produit par le dinoflagellé benthique Gambierdiscus. Les dinoflagellés producteurs de ciguatoxines et les poissons vecteurs ont été trouvés en Méditerranée et en Atlantique (Madère). Cette action sera menée en étroite collaboration avec l’Institut Louis Malardé (Polynésie française), ainsi que l’ARVAM (La Réunion).

3) Les composés bio-actifs autres que les phycotoxines :

Les composés hémolytiques, cytotoxiques, ichthyotoxiques et allélopathiques, pouvant être produits par de nombreuses espèces de dinoflagellés qui sont toxiques pour la faune, la flore et les élevages ;
Les cyanobactéries peuvent produire des cyanotoxines similaires ou différentes de celles synthétisées par les cyanobactéries des eaux douces (anatoxines, microcystines, BMAA), ou similaires à celles produites par les dinoflagellés (saxitoxine, palytoxine).Le risque de transfert des cyanotoxines dans les produits de la mer reste à évaluer.

L’ensemble des techniques développées ainsi que les données acquises contribueront à améliorer la caractérisation des biotoxines marines, ainsi qu’à la compréhension des processus de leur métabolisation / dégradation en vue de mieux apprécier le risque sanitaire à l’égard des micro-algues toxiques.

 

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