Cylindrospermopsine

Les cylindrospermopsines ou (CYN) sont des cyanotoxines (toxines produites par des cyanobactéries et principalement par Cylindrospermopsis raciborskii) de types peptides alcaloïdes ayant des effets cytotoxiques et (comme pour les microcystines) hépatotoxiques, parfois mortels, pour l'hommeMerel S (2009). Caractérisation des sous-produits de chloration de la microcystine-LR et de la cylindrospermopsine (Doctoral dissertation, Université Rennes 1) (résumé) et de nombreux animaux. Elles sont libérées dans le milieu à la mort de la cyanobactérie, après lyse des cellules, mais peuvent directement empoisonner un animal qui a ingéré des cellules vivantes de cyanobactéries en produisant (en suspension dans l'eau ou dans un biofilm). En raison de leur toxicité élevée et d'une fréquence accrue, partout dans le monde des blooms phytoplanctoniques et de la présence de cyanotoxines dans les réservoirs d'eau, elles font partie des espèces qui sont suivies par divers programmes de sécurité sanitaire, principalement dans les pays riches et pour sécuriser la production d'eau potableHudnell, H. K. (2010). The state of US freshwater harmful algal blooms assessments, policy and legislation. Toxicon, 55(5), 1024-1034..

Toxicité et écotoxicité En tant que l'une des dernières catégories de toxines identifiées elle est encore mal connue, notamment pour ses comportements toxicocinétiques et toxicodynamiques ; sont aussi mal connus les facteurs favorisant la production de cette toxine par les cyanobactéries concernées ou les facteurs environnementaux qui favorisent ces mêmes cyanophycées. En 2004, seuls deux variants avaient été décelés alors qu'on en connait bien plus chez d'autres cyanotoxinesC. Svrcek, D.W. Smith (2004), Cyanobacteria toxins and the current state of knowledge on water treatment options: a review, J. Environ. Eng. Sci. 3: 155-184., mais il pourrait en exister d'autres. Elle n'a été trouvée en France que récemment (publication 2009)Brient, L., Lengronne, M., Bormans, M., & Fastner, J. (2009). First occurrence of cylindrospermopsin in freshwater in France. Environmental toxicology, 24(4), 415-420.. Des études ont porté sur ses produits de dégradation lors du processus de chloration de l'eau et sur son éventuelle cancérogénicité et/ou génotoxicité (2009)Bazin, E. (2009). Évaluation des effets génotoxiques et cancérogènes de la cylindrospermopsine, une cyanotoxine d'eau douce (Doctoral dissertation, Rennes 1), (résumé) ; cette étude a montré que la toxine est aussi génotoxique (testée in vitro sur deux lignées cellulaires humaines d'entérocytes et d'hépatocytes humains (les Caco-2 et les HepaRG). La CYN semble devenir progénotoxique après . Chez la souris de laboratoire vivante, après 24h l'administration ip ou orale de la toxine fait apparaître . Le test du micronoyau n'a pas montré sur la moelle osseuse ni le colon d'altération chromosomique induite. Chez le hamster pris comme modèle animal, la cylindrospermopsine se montre également cancérogène en induisant une transformation cellulaire des cellules SHE (Syrian Hamster Embryo), même à très faibles doses, ce qui est considéré comme une preuve de potentiel cancérogène.

Les cylindrospermopsines et certains de leurs dérivés voient leur toxicité et écotoxicité aggravées par leur haute solubilité dans l'eau et les fluides corporels (car elles adoptent la forme de zwitterions) ce qui, dans le contexte de survenues de plus en plus fréquentes d'efflorescences planctoniques de cyanophycées, les rend particulièrement problématique en matière de sécurité sanitaire et environnementale, dont pour les eaux de boisson, l'alimentation (gibier d'eau, poissons contaminés...), la baignade et d'autres activités récréatives liées à l'eau Agence française de sécurité sanitaire de l’environnement et du travail (2006), Évaluation des risques liés à la présence de cyanobactéries et de leurs toxines dans les eaux destinées à l’alimentation, à la baignade l’eau de baignade et aux autres activités récréatives, AFSSET, juillet 2006.

Ces peptides sont très petites et légères, elles peuvent passer du milieu aquatique au milieu aérien via les embruns et aérosols. Pour prévenir des utilisations illégitimes (ex : armes biologiques ou dangereuses de leurs propriétés toxiques elles sont soumises à certaines réglementations nationales ou internationales, notamment pour leur transportMetcalf, J. S., Meriluoto, J. A. O., & Codd, G. A. (2006). Legal and security requirements for the air transportation of cyanotoxins and toxigenic cyanobacterial cells for legitimate research and analytical purposes. Toxicology letters, 163(2), 85-90..

Description Cette cyanotoxine possède une unité guanidine tricyclique et a une masse moléculaire de 415 Da.

La figure et le tableau suivant présente la structure générale des cylindrospermopsinesS. Hiller, B. Krock, A.Cembella, B. Luckas, Rapid detection of cyanobacterial toxins in precursor ion mode by liquid chromatography tandem mass spectrometry. Journal of mass spectrometry : 42 (9), 1238-1250, Sep 2007..

+ Les cylindrospermopsines R1 R2 Toxine H OH Cylindrospermopsine H H 7-déoxycylindrospermopsine OH H 7-épicylindrospermopsine

Stabilité Ces molécules sont stables lorsque exposées à la lumière et confrontées à des températures moyennement élevées (). Cependant, lorsqu’elles sont en présence de métabolite cellulaire et exposées au soleil, elles se dégradent très rapidementWorld Health Organisation (WHO), Toxic cyanobacteria in Water : A guide to their public health consequences, monitoring and management, édition, 1999..

Toxicité

Les cylindrospermopsines inhibent la synthèse protéique en se liant de façon irréversible avec les ARN de transfert. Elles affectent donc tous les tissus, mais plus particulièrement les hépatocytesAgence française de sécurité sanitaire de l’environnement et du travail (AFSSET), Évaluation des risques liés à la présence de cyanobactéries et de leurs toxines dans les eaux destinées à l’alimentation, à la baignade l’eau de baignade et aux autres activités récréatives, juillet 2006..

Détection

Il n'existe pas encore de test simple de détection. Les analyses sont faites par des laboratoires spécialisés Oehrle, S. A., & Westrick, J. (2003). Analysis of various cyanobacterial toxins by LC-MS. LC GC North America, 21(7), 634-640 (résumé).

Notes et références

Voir aussi

Cylindrospermopsine

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