La tristement célèbre bactérie « tueuse d’aigle » produit non pas une, mais deux toxines

La cyanobactérie Aetokthonos hydrillicola produit non pas une, mais deux toxines très puissantes. Dans le dernier numéro de la revue Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS), une équipe internationale dirigée par l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) et la Freie Universität Berlin décrit la deuxième toxine, qui était restée insaisissable jusqu’à présent.

Même à faibles concentrations, cette toxine peut détruire les cellules et est similaire aux substances actuellement utilisées dans le traitement du cancer. Il y a deux ans, la même équipe a établi que la première toxine de la cyanobactérie était à l’origine d’une mystérieuse maladie chez les pygargues à tête blanche aux États-Unis.

Aetokthonos hydrillicola constitue un défi particulièrement difficile pour les chercheurs. Il est notoirement difficile à cultiver et ne produit une de ses toxines que dans des conditions spécifiques. Le fait qu’il produise deux toxines de composition chimique très différente est également inhabituel. Les cyanobactéries ne produisent normalement qu’une seule toxine et A. hydrillicola a été établie comme source d’aetokthonotoxine en 2021. Cette découverte a été faite par le professeur Susan Wilde de l’Université de Géorgie (États-Unis) et le professeur Timo Niedermeyer, qui a travaillé à la MLU jusqu’en juillet 2023 et a maintenant rejoint les chercheurs de la Freie Universität Berlin.

Cette toxine a résolu une énigme qui occupait les scientifiques pendant des décennies : elle déclenche la maladie myélinopathie vacuolaire (VM) chez les pygargues à tête blanche aux États-Unis. La VM provoque la formation de trous dans le cerveau et, par conséquent, les oiseaux perdent le contrôle de leur corps. À l’époque, la science avait fait la couverture de cette percée et l’équipe internationale a remporté plusieurs prix pour son travail.

Markus Schwark de MLU a pu fournir la preuve de la deuxième toxine, jusqu’alors inconnue, et a caractérisé le composé en détail. « Nous avons été très surpris lorsque nous avons déterminé la structure de cette toxine. Elle ressemble à des toxines trouvées dans les cyanobactéries marines. Elles sont même déjà utilisées dans des médicaments qui tuent les cellules cancéreuses », explique Schwark. Sur la base de la bactérie et des toxines similaires connues, les chercheurs ont nommé la toxine nouvellement découverte « aetokthonostatine ».

Les scientifiques soupçonnent l’existence de cette toxine depuis un certain temps. « Lors d’une de nos premières investigations, il y a plus de dix ans, nous avons découvert qu’un extrait de cyanobactérie était hautement toxique pour les cellules. Nous avons supposé que cet effet indiquait l’étookthonotoxine qui déclenche la maladie aviaire », explique Timo Niedermeyer.

Cependant, des examens plus approfondis ont révélé que la toxine aviaire ne provoque que des dommages directs mineurs aux cellules. Les extraits sans teneur en étokthonotoxine détruisaient toujours les cellules, même à des concentrations extrêmement faibles. A. hydrillicola devait donc produire une autre toxine très puissante.

Une équipe de l’Académie tchèque des sciences dirigée par le Dr Jan Mareš a pu déterminer quels gènes de la cyanobactérie sont à l’origine de la synthèse de la nouvelle molécule toxique. Étant donné que le composé est similaire aux substances utilisées en médecine antitumorale, les résultats pourraient aider à développer de nouveaux médicaments contre le cancer.

La cyanobactérie prospère également dans les lacs et rivières américains qui alimentent le réseau d’eau potable. Les scientifiques recommandent donc de surveiller plus fréquemment ces eaux pour détecter Aetokthonos hydrillicola et ses deux toxines afin d’éviter des risques potentiels pour la santé humaine.