Ciguatoxines et brévétoxines : dissection de leurs actions neurobiologiques

Cette revue est centrée sur les actions neurobiologiques des ciguatoxines et des brévétoxines, phycotoxines produites respectivement par les dinoflagellés Gambierdiscus toxicus et Ptychodiscus brevis. Ces actions sont illustrées en particulier par les effets de ces toxines sur la fibre nerveuse myélinisée et la jonction neuromusculaire squelettique de vertébrés. Les ciguatoxines, via les poissons herbivores et carnivores, et les brévétoxines, par le biais d’invertébrés marins et d’embruns portés par le vent de mer, sont responsables d’intoxications humaines qui se manifestent notamment par des troubles neurologiques. La cible moléculaire de ces familles de polyéthers cycliques liposolubles est le canal Na+ activé par le potentiel de membrane, protéine transmembranaire fondamentale pour l’excitabilité cellulaire. Au niveau de ce canal, les différentes toxines partagent le même site de fixation, le site-récepteur 5, dont la localisation a été établie au niveau de la sous-unité α constituant la protéine-canal neuronale. Les études électrophysiologiques du mode d’action des ciguatoxines et des brévétoxines permettent d’identifier ces toxines comme étant de puissants activateurs des canaux Na+. En effet, durant l’action de ces phycotoxines, l’ouverture prolongée des canaux Na+, au potentiel membranaire de repos, produit une entrée permanente d’ions Na+ dans la plupart des cellules électriquement excitables, entrée qui a de multiples conséquences sur les mécanismes physiologiques dépendant du sodium. D’un point de vue électrophysiologique, une des conséquences bien connue est une dépolarisation de la membrane provoquant en retour l’apparition de décharges spontanées et/ou répétitives de potentiels d’action. Ces décharges peuvent être transitoires ou continues selon la préparation et la toxine étudiées. C’est cette augmentation de l’excitabilité membranaire, lors de l’action des ciguatoxines et des brévétoxines, qui est responsable des différents effets exercés par ces toxines au niveau de diverses synapses chimiques et cellules sécrétrices. Finalement, une autre conséquence de l’entrée permanente d’ions Na+ dans les cellules a pu être révélée grâce à l’utilisation de la microscopie confocale à balayage laser et au marquage vital des membranes plasmiques à l’aide de la sonde fluorescente FM1-43, techniques qui ont rendu possible l’étude dynamique des altérations morphologiques produites par les ciguatoxines et les brévétoxines au niveau de diverses préparations cellulaires in situ. C’est ainsi qu’il a pu être mis en évidence que ces phycotoxines provoquent une augmentation importante du volume des nœuds de Ranvier des fibres nerveuses myélinisées, des terminaisons nerveuses motrices innervant le muscle squelettique et des somas des cellules de Schwann non myélinisantes périsynaptiques, augmentation qui est contrebalancée par des solutions externes hyper-osmotiques et qui ne se produit pas lorsque les canaux Na+, activés par le potentiel de membrane, sont préalablement bloqués. Les mécanismes probables qui contribuent à l’augmentation de volume cellulaire, durant l’action des ciguatoxines et des brévétoxines, sont discutés