Les toxines représentent une classe de composés très répandue puisqu’on les trouve chez les animaux et chez les végétaux, mais également chez les microorganismes. Elles sont utilisées le plus couramment lors d’actes défensifs contre des prédateurs éventuels et aussi lors de processus offensifs comme la capture de proies. Il convient de distinguer les poisons pour lesquels la toxicité résulte d’une ingestion passive et les toxines qui sont injectées activement dans l’organisme des proies.

Les poisons

Les poisons sont généralement des composés non peptidiques fabriqués par différents organismes dont des algues microscopiques, les dinoflagellés. A titre d’exemple, citons la saxitoxine responsable du syndrome paralytique (paralytic shellfish poisoning) qui apparaît chez les consommateurs de coquillages dans lesquels cette toxine s’accumule. Il a également été montré que certains poissons (comme le Fugu) et certains crabes sont capables d’accumuler la tétrodotoxine, fabriquée par un dinoflagellé. Certaines grenouilles accumulent quant à elles différents alcaloïdes comme l’épibatidine à partir de leur régime alimentaire. Plusieurs de ces molécules se sont révélées très intéressantes comme outils pharmacologiques et leur étude a permis de mettre en évidence leur grand potentiel thérapeutique. L’épibatidine et ses dérivés ont ainsi démontré une forte action analgésique due à leur activité sur les récepteurs nicotiniques à l’acétylcholine ce qui a pour conséquence d’intensifier la libération de noradrenaline au niveau de la corde spinale de la moelle épinière.

Les toxines

En revanche, les toxines sont généralement de type peptidique et sont retrouvées dans les venins animaux. Elles sont directement reliées à un appareil venimeux dont le rôle consiste à injecter le venin dans l’organisme des proies généralement par morsure, piqûre ou griffures.

Parallèlement aux poisons énoncés précédemment, de nombreuses toxines peptidiques d’origine animale sont d’ores et déjà très utiles d’un point de vue pharmacologique et médical. Prenons par exemple, le cas des venins de serpents, venins composés de plusieurs centaines de molécules dont la plupart sont des peptides et protéines qui peuvent représenter jusqu’à 90% de la masse sèche du venin.

Les toxines de venins de serpent sont aujourd’hui utilisées dans de nombreux domaines, que ce soit pour la recherche fondamentale ou comme outil de diagnostic ou d’ordre thérapeutique. Sur le plan fondamental, l’utilisation de ce type de toxines a permis de grandes avancées dans différents domaines de la biologie. A titre d’exemple, le facteur de croissance des nerfs (NGF), dont l’activité permet de favoriser la multiplication rapide des fibres nerveuses périphériques, a été découvert dans un venin de cobra. Utilisé pour son activité protectrice des neurones, ce peptide a également été étudié en culture cellulaire, et les études montrent qu’il conduit au développement rapide des synapses et permet d’en explorer le mécanisme. Le rôle des toxines de serpents ne s’arrête pas à la biologie expérimentale puisqu’elles jouent également un rôle non négligeable dans le développement de nouveaux outils de diagnostic et qu’elles sont également utilisées pour leurs propriétés thérapeutiques. La botrocétineTM, extraite du venin de Bothrops atrox, est un puissant agrégeant plaquettaire permettant le diagnostic de plusieurs maladies hémorragiques d’origine génétique comme la maladie de von Willebrandt. Dans ce cas particulier, la toxine permet d’avoir accès à un diagnostic très précis de la forme de la maladie. Les toxines de serpent semblent également très prometteuses pour les traitements contre le cancer. L’éristostatine (Eristicophis macmahoni), permet d’induire une destruction des cellules des métastases du mélanome sans action cytotoxique directe tandis que la contortrostatine (Agkistrodon contortrix) permet d’inhiber l’adhésion des cellules cancéreuses aux protéines de structure, ce qui permet de les empêcher de traverser les membranes basales et de bloquer leur dispersion dans l’organisme.

Les toxines à intérêts pharmaceutiques ne se limitent pas aux seuls serpents. Les araignées, les scorpions ou les moins conus cônes (gastéropodes marins aux coquilles multicolores), représentent des espèces extrêmement prometteuses en ce qui concerne la fabrication de nouveaux médicaments .