Toxicité et remédiation de la Versicolorine A, une nouvelle toxine fongique – VersiTox

Le projet propose un flux de travail systématique qui étudiera l'effet de la VerA de la cellule au tissu, au niveau physiologique, structurel et moléculaire ; cela permettra d'obtenir une vue d'ensemble complète de la toxicité de la VerA. L'effet de la Versicolorine A dans plusieurs fonctions cellulaires sera évalué à l'aide de modèles in vitro de cellules intestinales et hépatiques, en se basant sur l'effet toxique connu de l'Aflatoxine B1. Ensuite, afin de découvrir les effets toxiques de mécanismes de toxicité non prévus par la littérature, des techniques de -omique (transcriptomique, protéomique, métabolomique) seront appliquées dans des modèles intestinaux et vivants. Les résultats seront combinés afin de comprendre l'effet toxique. L'effet combiné de VerA et d'AFB1 sera évalué en utilisant les paramètres de toxicité récemment découverts. Enfin, une stratégie de remédiation basée sur l'utilisation de probiotiques sera étudiée.

Nos résultats montrent que le VerA est significativement plus cytotoxique que l'AFB1 dans les cellules intestinales IPEC-1. La VerA est mutagène et, comme l'AFB1, sa mutagénicité dépend de l'activation métabolique. La métabolomique a confirmé que l'un des métabolites produits à la fois in vitro et dans les tissus intestinaux/foie exposés est probablement lié à l'activité mutagène. VerA induit des mutations ponctuelles, des lésions chromosomiques et des lésions pré-mutagènes dans les cellules intestinales à des concentrations dix fois inférieures à celles précédemment rapportées. Nos résultats indiquent également que, comme l'AFB1, le VerA forme probablement des adduits ADN de type formamidopyrimidine après activation métabolique. Cependant, d'autres mécanismes tels que les dommages oxydatifs et le stress de réplication par l'inhibition de la topoisomérase et de la transcription jouent également un rôle important dans la génotoxicité du VerA.

VerA modifie de manière significative les profils d'expression génique globaux, contrairement à l'AFB1. Les deux toxines provoquent des changements dans l'expression des gènes liés à la mutagénicité, à la génotoxicité, au stress oxydatif et à l'apoptose. La VerA perturbe également la fonction mitochondriale et induit une réponse interféron de type 1, partiellement médiée par la voie cGAS-STING.

En outre, VerA affecte l'expression des gènes impliqués dans la forme et l'adhésion cellulaires, les processus de transcription/translation et la biologie des tumeurs. L'analyse protéomique révèle également que VerA induit une réponse au stress et à la réparation de l'ADN, ainsi que la forme et l'adhésion des cellules.Les résultats suggèrent également que des défauts de transcription pourraient être à l'origine du stress de réplication élevé induit par VerA.L'intégration des résultats omiques indique des perturbations dans la réplication de l'ADN, la transcription et le traitement de l'ARN dans les cellules exposées au VerA, ce qui entraîne un stress de réplication élevé et une génotoxicité dans les cellules non compétentes sur le plan métabolique. Le VerA, mais pas l'AFB1, active le récepteur des hydrocarbures aryliques (AhR) et induit de manière significative l'expression du CYP450-1A1.

L'exposition combinée au VerA et à l'AFB1 a entraîné une augmentation des effets génotoxiques, ce qui suggère que l'activation du AhR par le VerA renforce la génotoxicité de l'AFB1 en favorisant sa bioactivation via les CYP450 en un métabolite hautement réactif à l'ADN. Nous avons étudié l'effet protecteur de deux postbiotiques issus de P. pentosaceus et de S. boulardii contre la cytotoxicité et la génotoxicité de la VerA. Aucun des deux postbiotiques n'a empêché la toxicité de VerA.

Les résultats globaux de VersiTox soulignent les risques liés à l'exposition à la VerA et mettent l'accent sur la nécessité de poursuivre les recherches sur le potentiel cancérigène de ce contaminant alimentaire émergent.

VersiTox a défini pour la première fois le danger associé à la présence de VerA dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux. On a obtenu un large aperçu de l'effet toxique de la VerA.

i) Une partie de l'analyse de VersiTox pourrait conduire à la découverte et à la caractérisation de biomarqueurs / signatures moléculaires de l'effet VerA/AFB1. Ceux-ci pourraient être susceptibles de faire l'objet d'une protection intellectuelle. Le plan de gestion du projet comprendra des contacts ponctuels avec le bureau de transfert de l'INRA afin d'identifier les données critiques qui devraient être protégées. Le coordinateur du projet agit en tant que correspondant de l'Institut Carnot, et est donc très bien placé pour la diffusion des objectifs et des résultats de VersiTox auprès des acteurs techniques / acteurs commerciaux potentiels.
ii) Une attention particulière sera accordée aux activités de diffusion. Celles-ci seront spécialement développées pour renforcer la visibilité de la science et le rôle de l'ANR dans la société. En collaboration avec le doctorant qui sera engagé, un plan de sensibilisation basé sur l'assistance aux activités de diffusion générale, le développement de profils dédiés dans les réseaux sociaux et d'éventuels communiqués de presse décrivant la réalisation des étapes de VersiTox sera recherché.
iii) La diffusion des données de VersiTox auprès des acteurs réglementaires de la sécurité alimentaire au niveau national et européen sera recherchée.

La Versicolorine (VerA) est un précurseur de la biosynthèse de la toxine aflatoxine B1 (AFB1). Les deux molécules sont produites par des espèces fongiques du genre Aspergillus dans certains produits alimentaires, et se trouvent habituellement ensemble dans les aliments. La AFB1 est une toxine bien documentée et règlementée, en revanche peu de choses sont connues sur la toxicité de la VerA, bien que sa génotoxicité et sa cytotoxicité ai été rapporté. Les objectifs du projet VersiTox sont (1) de caractériser les effets toxiques de la VerA sur l'intestin grêle et le foie, (2) d'étudier l'effet combiné de la VerA et de l'AFB1 pour déterminer si l'exposition aux mélanges de deux toxines entraîne une synergie, et (3) de démontrer que la co-incubation de la VerA avec une bactérie lactique comme Lactobacillus peut diminuer la toxicité intestinale de la VerA.