Les scientifiques ont découvert une protéine « éponge à toxines » dans les grenouilles empoisonnées qui peut stocker en toute sécurité des alcaloïdes dangereux, offrant ainsi une nouvelle façon potentielle de traiter l'empoisonnement humain. Une protéine récemment découverte aide les grenouilles empoisonnées à accumuler et à stocker une toxine puissante dans leur peau, qu'elles utilisent pour se défendre contre les prédateurs.
Les scientifiques ont identifié la protéine qui aide les grenouilles empoisonnées à accumuler en toute sécurité leur toxine homonyme, selon une étude publiée le 19 décembre dans la revue eLife. La découverte résout un mystère scientifique de longue date et pourrait suggérer des stratégies thérapeutiques potentielles pour traiter les intoxications chez l'homme.
Alcaloïdes : Du café à la peau de grenouille
Les composés alcaloïdes comme la caféine rendent le café, le thé et le chocolat délicieux et agréables, mais en grande quantité, ils peuvent être nocifs. Chez l’homme, le foie peut métaboliser en toute sécurité des quantités modérées de ces composés. Les minuscules grenouilles empoisonnées absorbent beaucoup plus d'alcaloïdes toxiques dans leur nourriture, mais au lieu de décomposer ces toxines, elles les accumulent dans leur peau comme mécanisme de défense contre les prédateurs.
"La façon dont les grenouilles empoisonnées transportent des alcaloïdes hautement toxiques dans leur corps sans s'empoisonner est depuis longtemps un mystère", a déclaré l'auteur principal Aurora Alvarez-Buylla, doctorante au Département de biologie de l'Université de Stanford en Californie, aux États-Unis. "Nous avions pour objectif de répondre à cette question en recherchant des protéines susceptibles de lier et de transporter en toute sécurité les alcaloïdes dans le sang des grenouilles venimeuses".
Alvarez-Buela et ses collègues ont utilisé un composé similaire à un alcaloïde de grenouille empoisonnée comme « hameçon de pêche moléculaire » pour attirer et lier les protéines extraites des échantillons de sang de grenouille empoisonnée diabrito. Le composé de type alcaloïde a été conçu par bio-ingénierie pour briller sous fluorescence, permettant à l'équipe de voir les protéines liées à l'appât.
Ensuite, ils ont séparé les protéines et observé comment chaque protéine interagissait avec les alcaloïdes en solution. Ils ont découvert qu'une protéine appelée globuline liant les alcaloïdes (ABG) agit comme une « éponge à toxines » qui collecte les alcaloïdes. Ils ont également déterminé comment la protéine se lie aux alcaloïdes en testant systématiquement quelles parties de la protéine sont nécessaires pour réussir à lier les alcaloïdes.
Impact sur les humains et recherches futures
"L'ABG se lie aux alcaloïdes de la même manière que les protéines qui transportent les hormones dans le sang humain se lient à leurs cibles", explique Alvarez-Buylla. "Cette découverte pourrait indiquer que les protéines qui manipulent les hormones de grenouille ont développé la capacité de gérer les toxines alcaloïdes."
Les auteurs affirment que la similitude avec les transporteurs d'hormones humaines pourrait constituer un point de départ pour les scientifiques qui tentent de bio-ingénierier des protéines humaines capables d'« adsorber » les toxines. "Si ces efforts réussissent, cela pourrait fournir une nouvelle façon de traiter certains types d'empoisonnement", a déclaré l'auteur principal Lauren O'Connell, professeur adjoint au département de biologie de Stanford et membre de l'Institut de neurosciences Wu Tsai. "En plus des implications médicales potentielles, nous disposons d'une compréhension moléculaire d'un élément fondamental de la biologie de la grenouille venimeuse, ce qui sera important pour les futures études sur la biodiversité et l'évolution des défenses chimiques dans la nature."
Référence : « Liaison et séquestration des alcaloïdes de grenouille empoisonnée par plasma globuline » par Aurora Alvarez-Buylla, Marie-Therese Fischer, Maria Dolores Moya Garzon, Alexandra ERangel, Elicio ETapia, Julia TTanzo, H Tom Soh, Luis A Coloma, Jonathan Z Long et Lauren AO'Connell, 19 décembre 2023, « eLife ».
DOI:doi:10.7554/eLife.85096
Source compilée : ScitechDaily