Phyllobates terribilis — Dirk Ercken / Shutterstock.com

S’enduire de poison mortel constitue un excellent moyen de décourager les prédateurs. Des chercheurs américains ont récemment identifié le mécanisme permettant d’éviter que la substance ne cause d’importants dommages aux créatures qui la produisent.

Un mécanisme protecteur resté longtemps mystérieux

Dans le cadre de travaux publiés dans le Journal of General Physiology, des scientifiques des universités de Californie et de Stanford ont déterminé que la batrachotoxine, produite par certains batraciens et oiseaux, était absorbée par une protéine particulière avant qu’elle ne cause de problèmes. Cette découverte offre non seulement une meilleure compréhension des stratégies naturelles de défense contre les toxines, mais pourrait également inspirer de nouveaux antidotes pour ce type de substances.

La batrachotoxine est une neurotoxine dérivée d’un alcaloïde produit par certains coléoptères, ne semblant pas poser de problème à une poignée d’espèces d’oiseaux de Papouasie-Nouvelle-Guinée (notamment les Pitohuis) et à diverses grenouilles venimeuses endémiques des forêts tropicales de Colombie. En réalité, il se trouve que le fait de consommer ces insectes leur donne même un « coup de pouce ».

On estime que la grenouille dorée Phyllobates terribilis exsude environ un milligramme de batrachotoxine (se liant aux canaux sodiques qui contrôlent les impulsions nerveuses) via ses glandes cutanées. Si cette quantité peut sembler infime, elle suffirait cependant à tuer une dizaine d’humains, et aurait raison de la quasi-totalité des créatures dotées d’un système nerveux et cardiovasculaire. L’équipe a donc cherché à savoir pourquoi la substance toxique ne bloquait pas les canaux sodiques chez certaines espèces de batraciens et de volatiles.

Pitohui dichrous — Dirk Ercken / Shutterstock.com

« Des études antérieures ayant identifié des mutations candidates possiblement à l’origine de cette immunité, il était facile de supposer que leurs propres protéines de dérivation du sodium étaient de forme différente », explique le biochimiste Daniel L. Minor, co-auteur de l’étude. « Cependant, il n’y avait pas eu d’études fonctionnelles des canaux sodiques de la grenouille-taureau ou des Pitohuis, de sorte que l’on ne savait pas si les animaux porteurs de batrachotoxine s’appuyaient sur des changements au sein de leurs canaux sodiques ou sur des mécanismes de résistance alternatifs. »

Des protéines capables d’intercepter les toxines

L’équipe a entrepris de combler cette lacune en recréant et en étudiant les canaux sodiques voltage-dépendants présents chez l’oiseau Pitohui uropygialis meridionalis et chez deux espèces de grenouilles venimeuses (l’une porteuse de la batrachotoxine et l’autre de toxines similaires). Il s’est rapidement avéré que la mutation candidate des canaux sodiques offrait une piètre protection, caractérisée par un faible degré de résistance et un fonctionnement altéré au sein des nerfs en tant que canal sodique.

« Dans l’ensemble, nos observations réfutent l’idée qu’une mutation du canal sodique constitue la stratégie d’auto-résistance à la batrachotoxine pour les oiseaux et les grenouilles venimeux tels que P. terribilis », souligne Minor. « Ce qui implique que quelque chose intercepte les molécules toxiques avant qu’elles ne puissent cibler les canaux sodiques. Même lorsque nous injections directement la toxine aux batraciens, ceux-ci ne semblaient pas affectés. »

— Christoph Burgstedt / Shutterstock.com

Bien que l’étude ne soit pas allée jusqu’à identifier ces « éponges à toxines », une telle découverte ne serait pas sans précédent. Minor avait précédemment découvert que les grenouilles-taureaux américaines (Rana catesbeiana) produisaient des protéines agissant comme un bouclier contre les neurotoxines mortelles produites par les cyanobactéries. Appelée saxiphiline, cette protéine se lie à la saxitoxine et la rend inefficace, ce qui pourrait aider la grenouille à survivre au milieu des efflorescences algales.

« La compréhension de ces voies pourrait conduire à la découverte d’antidotes contre divers agents toxiques »

Reste désormais à confirmer l’existence d’un type de protection similaire chez ces grenouilles colombiennes et les Pitohuis. Mais c’est une possibilité sérieuse sur laquelle Minor et ses collègues ne manqueront pas de se pencher.

« Ces stratégies de séquestration pourraient non seulement offrir un moyen général de protection contre les toxines, mais aussi agir sur les voies impliquées dans le transport et la concentration des toxines dans des organes défensifs clés tels que la peau », explique Minor.
« La compréhension de ces voies pourrait conduire à la découverte d’antidotes contre divers agents toxiques. »

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