Microcystine

Le terme microcystine désigne une famille de toxines produites par différents genres de cyanobactéries. On désigne les microcystines comme des cyanotoxines dans la mesure où elles représentent une famille de composés produits par les cyanobactéries qui présente un effet délétère sur l'activité biologique d'un organisme dans un environnement donné[1]. Les cyanobactéries productrices de microcystine ont principalement été identifiées en eau douce. Cependant, en milieux marins certains genres de cyanobactéries tels que Geitlerinema ou Synechococcus ont également été décrit comme producteurs de microcystines[2]. En 2004, la présence de microcystines en milieux terrestres a également pu être mise en évidence. Les microcystines seraient également produites par des cyanobactéries du genre Nostoc évoluant en symbiose avec certains lichens[3].

Les microcystines sont à ce jour les cyanotoxines les mieux caractérisées et les plus répandues au sein du phylum des cyanobactéries[4]. Cette molécule, très résistante, est dite « heptapeptide » car constituée de sept acides aminés qui se rejoignent aux extrémités pour former une structure cyclique. Les pullulations (sous forme d'efflorescences planctoniques le plus souvent) de cyanobactéries produisant de la microcystine semblent en augmentation depuis quelques décennies, en raison de l'eutrophisation générale de l'environnement et elles pourraient être sous-estimées. Elles causent la mort d'animaux sauvages et domestiques (bétail, chiens, chats, etc.)[5] et peuvent aussi affecter les humains[6] (ex. : soixante personnes mortes en 1996 lors d'une intoxication à l'hôpital de Caruaru au Brésil[7]).
Les microcystines sont le type de cyanotoxine le plus étudié à ce jour. En France elles sont notamment suivies en Bretagne depuis 1995 où leur présence a été détectée dans près de 65 % des sites étudiés[8],[9]
En 2004, les toxicologues et biologistes en avaient déjà identifié plus de soixante-dix variantes[10]. Elles sont produites par plusieurs genres de cyanobactéries qui regroupent de nombreuses espèces présentes sur tous les continents où elles produisent occasionnellement (et de plus en plus souvent – chaque année dans certains lacs) des efflorescences potentiellement hépatotoxiques. Ces bactéries appartiennent principalement aux genres Oscillatoria, Nodularia, Microcystis, Planktothrix, Anabaena et Aphanizomenon. Une même efflorescence peut associer plusieurs espèces appartenant à plusieurs de ces genres de bactéries et leurs toxines peuvent avoir des effets synergiques.

  1. (en) Ecology of Cyanobacteria II : Their Diversity in Space and Time, Dordrecht, Springer Netherlands, (ISBN 978-94-007-3854-6 et 9789400738553, DOI 10.1007/978-94-007-3855-3, lire en ligne)
  2. (en) Franca M. Buratti, Maura Manganelli, Susanna Vichi et Mara Stefanelli, « Cyanotoxins: producing organisms, occurrence, toxicity, mechanism of action and human health toxicological risk evaluation », Archives of Toxicology, vol. 91, no 3,‎ , p. 1049–1130 (ISSN 0340-5761 et 1432-0738, DOI 10.1007/s00204-016-1913-6, lire en ligne, consulté le )
  3. (en) I. Oksanen, J. Jokela, D. P. Fewer et M. Wahlsten, « Discovery of Rare and Highly Toxic Microcystins from Lichen-Associated Cyanobacterium Nostoc sp. Strain IO-102-I », Applied and Environmental Microbiology, vol. 70, no 10,‎ , p. 5756–5763 (ISSN 0099-2240, PMID 15466511, PMCID PMC522101, DOI 10.1128/AEM.70.10.5756-5763.2004, lire en ligne, consulté le )
  4. (en) Hans W. Paerl, Timothy G. Otten et Alan R. Joyner, « Moving towards adaptive management of cyanotoxin-impaired water bodies », Microbial Biotechnology, vol. 9, no 5,‎ , p. 641–651 (PMID 27418325, PMCID PMC4993183, DOI 10.1111/1751-7915.12383)
  5. Stewart, I., Seawright, A. A. et Shaw, G. R. (2008). Cyanobacterial poisoning in livestock, wild mammals and birds–an overview. In Cyanobacterial harmful algal blooms: State of the science and research needs (pp. 613-637). Springer New York.
  6. Codd GA, Bell SG, Kaya K, Ward CJ, Beattie KA, Metcalf JS (1999), Cyanobacterial toxins, exposure routes and human health. Eur. J. Phycol., 34(4):405–415.
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  8. Vezie et al. (1997), Occurrence of Microcystin-containing cyanobacterial blooms in freshwaters of Brittany (France), Archiv fur Hydrobiologie 139(3):401-413; janvier 1997
  9. Brient et al. (2008), A phycocyanin probe as a tool for monitoring cyanobacteria in freshwater bodies ; Journal of Environmental Monitoring (Impact Factor: 2.18). 03/2008; 10(2):248-55, DOI 10.1039/b714238b
  10. C. Svrcek et D.W. Smith, Cyanobacteria toxins and the current state of knowledge on water treatment options: a review, J. Environ. Eng. Sci., 3: 155-184, 2004.

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