Les toxines à imine cyclique sont des neurotoxines à action rapide produites par des dinoflagellés, des micro-organismes eucaryotes unicellulaires, composants majeurs du phytoplancton. Dans certaines conditions où des efflorescences algales nuisibles[1] se développent, les crustacés, qui se nourrissent par filtration de phytoplancton, peuvent accumuler ces toxines et les transmettre à l'humain. En 2020 et 2021 lors d'une efflorescence algale dominée par
Vulcanodinium rugosum, des pêcheurs sénégalais ont développé une dermatite aiguë sévère après avoir manipulé des filets de pêche : ils avaient été exposés à un niveau élevé de portimine A, une toxine produite par
Vulcanodinium rugosum.
La plupart des toxines à imine cyclique sont des antagonistes puissants des récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine musculaires et neuronaux, essentiels par exemple pour la contraction musculaire et la respiration. Le récepteur humain α7 est lui indispensable à la prolifération cellulaire et de récents travaux le font émerger comme une cible potentielle pour traiter certains cancers, notamment pulmonaire, et des maladies neurodégénératives.
Des chercheurs du LPEM (SIMoS / DMTS), en collaboration avec l'institut Pasteur, rapportent la découverte de l'ingrilimine, une toxine à imine cyclique purifiée à partir de
Vulcanodinium rugosum.
Les chercheurs ont déterminé sa structure, grâce à différentes méthodes de spectroscopie et spectrométrie, et montrent que la toxine présente des activités cytotoxiques et pro-apoptotiques puissantes contre des lignées cellulaires de cancer humain.
Ils mettent en évidence une forte affinité de la toxine pour le récepteur humain α7, avec comme singularité de jouer le rôle d'antagoniste ou d'agoniste selon sa concentration.
La modélisation de la liaison de l'ingrilimine à α7 a permis de prédire les zones d'interactions entre la toxine et le domaine transmembranaire du récepteur et permet de mieux comprendre comportement antagoniste. Des expériences d'électrophysiologie réalisées sur des ovocytes de xénope surexprimant des mutants du récepteur α7 précisent le rôle essentiel d'un résidu du récepteur dans son activitation par l'ingrilimine.
Dans l'ensemble, les propriétés singulières de l'ingrilimine ouvrent des perspectives pour la conception de thérapies ciblant α7 aussi bien pour les maladies neurodégénératives que pour certains cancers.
Cette étude rappelle que les efflorescences algales nuisibles sont des sources négligées de composés bioactifs à squelettes originaux qui peuvent être utilisés comme pistes de médicaments pour le traitement des maladies humaines.
Contact Institut des sciences du vivant Frédéric-Joliot :
[1] Les efflorescences algales nuisibles atteignent des densités cellulaires de 100 000 à 1 000 000 de cellules/mL, couvrant de vastes surfaces d'eau susceptibles d'être surveillées par satellite.