Toxine

Définition

Une toxine est un poison, généralement soluble, sécrété par un être vivant. De nature protéique, le composé chimique toxique est produit par des bactéries, parfois des parasites ou d'autres organismes comme des champignons. Avec leurs flagelles, les flagellés sont également capables d'exprimer des toxines. Le poison éjecté par les cnidocystes des cnidaires est, lui aussi, une toxine.

La molécule de la toxine de la coqueluche :

La toxine de coqueluche est une protéine produite par la bactérie pathogène Bordetella pertussis et rejetée dans son environnement (exotoxine). C'est la cause des symptômes de respiration sifflante.

Explications

Une toxine est un poison synthétisé par un être vivant. La discipline scientifique qui traite des poisons et venins de toutes sortes est la toxicologie. Pour le domaine de la toxicologie, qui traite spécifiquement des toxines, le terme toxinologie devient courant.

Histoire

Les poisons de plantes, de champignons et d'animaux sont connus de l'homme depuis de nombreux siècles. La première toxine bactérienne, la toxine diphtérique, a été découverte et isolée en 1888 par Émile Roux et Alexandre Yersin. Le médecin Ludwig Brieger a inventé en 1890 le terme toxine à propos des poisons de la bactérie salmonelle Salmonella typhimurium (cause de la fièvre typhoïde).

Types de toxines

Voir les toxines spécifiques suivantes (liste partielle) :

• les aflatoxines,
• les amatoxines,
• les anaphylatoxines,
• les anatoxines,
• les batrachotoxines,
• les brévétoxines,
• les bufotoxines,
• les bungarotoxines,
• les ciguatoxines,
• les conotoxines,
• les cyanotoxines,
• les cytotoxines,
• les endotoxines,
• les exotoxines,
• les hémotoxines,
• les ichtyotoxines,
• les lymphotoxines,
• les mycotoxines,
• les neurotoxines,
• les phallotoxines,
• les phycotoxines,
• les phytotoxines,
• les saxitoxines,
• les tétrodotoxines.

Voir aussi, dans le cas d'une intoxication : l'intoxication par toxines diarrhéiques et l'intoxication par toxines paralysantes.

Biotoxine

Une biotoxine est toute toxine produite par un organisme vivant, avec une origine biologique. Les biotoxines marines sont des produits chimiques naturels, causés par certains types d'algues toxiques qui s'accumulent (bioaccumulation) dans les poissons et les crustacés. Lorsque les gens consomment de tels fruits de mer contaminés, en fonction des toxines, les symptômes peuvent être diarrhéiques, paralytiques, amnésiques et neurologiques.

La FAO et l'OMS ont classé les biotoxines en 8 groupes en fonction de leur structure chimique (le groupe Azaspiracide (AZA), groupe brévétoxines, groupeimines cycliques, groupe acide domoïque, acide okadïque, pecténotoxines, saxitoxines et le groupe yessotoxine, et ont réalisé des évaluations des risques pour ces biotoxines.

Composition chimique et mode d'action

Les toxines d'origine animale sont généralement des peptides ou des protéines, tandis que chez les plantes et les algues, les alcaloïdes et les polyéthers sont souvent responsables des effets toxiques (les toxines d'alcaloïdes et d'amphibiens sont dérivées de leur nourriture et de leur accumulation et éventuellement aussi de plantes). Ils sont fabriqués par des organismes pour se défendre ou pour assommer ou tuer leurs proies et perturber ou endommager les processus cellulaires de base des autres organismes. Par exemple, certaines toxines bactériennes bloquent la biosynthèse des protéines au niveau des ribosomes. La toxine botulinique et la tétanospasmine (les deux protéines) produites par les bactéries du groupe des Clostridiacées, ainsi que de nombreux poisons amphibiens, tels que la batrachotoxine (un alcaloïde stéroïde) et la tétrodotoxine (un alcaloïde) et les toxines du scorpion à base de protéines, sont hautement neurotoxiques. De nombreux venins de serpents sont des protéases (protéines qui dégradent les autres protéines).

Une toxine microbienne est produite par des bactéries, des protistes ou des champignons unicellulaires. Les toxines bactériennes peuvent être distinguées en exotoxines et endotoxines :

• Les exotoxines sont des protéines complexes. Ce sont des toxines excrétoires libérées de manière permanente par les bactéries. Ils sont thermolabiles, ce qui signifie qu'ils ne résistent pas à la chaleur et au froid. Les exotoxines se trouvent sur les plasmides ou l'équivalent nucléaire. Ils sont immunogènes, mais ne laissent pas une immunité durable. Ils peuvent être convertis en toxoïdes par l'action de la chaleur ou du formol.
• Les endotoxines sont constituées de lipopolysaccharides. Ils se trouvent dans l'enveloppe externe des bactéries à Gram négatif et sont libérés lorsque les micro-organismes se désintègrent. Dans certaines circonstances, de très grandes quantités de toxines peuvent être libérées. Les endotoxines sont thermostables. Le lipide A forme le composant toxique. Les anticorps réagissent avec la chaîne latérale polysaccharidique. Cette réaction est généralement très rapide, ce qui signifie qu'un antidote doit être appliqué très rapidement.

Exemple avec la toxine de la coqueluche

La coqueluche est connue en Europe depuis des siècles avec certains processus épidémiques. Après l'isolement de l'agent pathogène Bordetella pertussis en 1 900 dans les expectorations d'un bébé malade et la culture subséquente de l'agent pathogène, il a été noté que certaines bactéries causaient la maladie chez le rat, mais pas chez les autres souches combinées de Bordetella parapertussis. Cette fonctionnalité est liée à la possibilité de produire la toxine de la coqueluche (TC). Bordatella parapertussis ne produit pas de toxine et peut causer autant de coqueluche que les souches de Bordatella pertussis qui ont perdu leur capacité à la toxine par mutation.

Comme beaucoup d'exotoxines bactériennes, la toxine de la coqueluche (TC) est l'une des toxines AB composées des sous-unités A et B. Dans ce cas, l'unité A a des propriétés catalytiques, alors que l'unité B est responsable de la liaison à la structure cible.

Au total, la TC est composé de six sous-unités, constituées des protéines S1 à S5. S1 correspond à l'unité A avec l'activité catalytique. L'unité B est formée à partir du total des sous-unités S2 à S5 avec deux S4. Ainsi, la TC se lie à des structures de sucre spécifiques des cellules épithéliales des voies respiratoires, mais également des cellules de défense. Il est absorbé dans les cellules par endocytose.

L'unité A catalyse ensuite le transfert d'un résidu ADP ribosyle de NAD à un résidu de cystéine de la protéine Gα inhibitrice, perturbant ainsi sa fonction. La conséquence est que l'adénylate cyclase ne peut plus être inhibée et que le taux d'AMPc augmente dans la cellule. Cela peut endommager la cellule de différentes manières.

En rapport avec "toxine"

• aflatoxine

  

  Une aflatoxine est une mycotoxine sécrétée par un ascomycète, et produite par diverses souches d'Aspergillus sp Les champignons producteurs d'aflatoxines...

• amatoxine

  

  Les amatoxines forment un groupe de mycotoxines hépatotoxiques trouvées dans les champignons vénéneux, tels que l'amanite phalloïde Amanita phalloides...

• anaphylatoxine

  

  Une anaphylatoxine est un produit de dégradation du système immunitaire des animaux multicellulaires.

• anatoxine

  

  Une anatoxine est une toxine bactérienne qui, par un traitement, a perdu ses propriétés toxiques mais gardé ses propriétés immunogènes.