CE21 - Alimentation et systèmes alimentaires

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

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

La versicolorine (VerA) est le précurseur dans la biosynthèse de la toxine Aflatoxine B1 (AFB1). Ces deux molécules sont produites dans des denrées alimentaires colonisées par des espèces fongiques des genres Aspergillus. Alors que l'AFB1 est une toxine dangereuse connue pour laquelle il existe une réglementation, on sait peu de choses sur la toxicité de VerA. Les résultats de ce projet sont essentiels pour l'évaluation du danger associé à la présence de VerA dans les aliments.

Déchiffrer la toxicité de la Versicolorine A

Les mycotoxines sont des métabolites fongiques secondaires très répandus, qui peuvent contaminer les cultures, que ce soit dans les champs ou pendant le stockage. Elles ont de multiples effets toxiques et représentent donc une menace sérieuse pour la santé humaine et animale. Leur présence dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux étant inévitable, elles sont strictement réglementées, notamment dans l'Union européenne. Les aflatoxines (AF) sont une famille de mycotoxines très dangereuse, dont le membre le plus fréquent et le plus toxique est l'AFB1. L'AFB1 est le cancérigène naturel du foie le plus puissant connu, mais elle exerce également son effet dans d'autres organes, y compris l'intestin.La versicolorine A (VerA) est un précurseur dans la biosynthèse de l'AFB1. Les deux molécules ont une double liaison en position 12-13 de l'anneau furanique terminal, connu pour être essentiel à l'action toxique de l'AFB1. La similarité de la structure chimique suggère un mécanisme de toxicité similaire. Alors que l'activité toxique de l'AFB1 a été largement documentée, très peu d'informations sur la toxicité de VerA sont disponibles. Malgré quelques preuves de la toxicité de VerA rapportées il y a plusieurs décennies, aucune recherche supplémentaire n'a été effectuée jusqu'à très récemment. De nouvelles données produites dans notre laboratoire indiquent que VerA présente un pouvoir cytotoxique, génotoxique et clastogène élevé in vitro. Nos données préliminaires ont montré que VerA est plus toxique que AFB1 dans les cellules intestinales et hépatiques. Afin de caractériser le danger associé à la présence de VerA dans les aliments, il est nécessaire de dresser un tableau global de l'effet toxique de VerA, en particulier sur deux organes : (1) l'intestin grêle : l'organe représentant la première barrière au contact des contaminants alimentaires, et (2) le foie : l'organe cible potentiel de VerA en raison de sa similarité avec l'AFB1.

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.

Les résultats attendus de VersiTox sont les suivants
- Détermination des concentrations minimales de VerA ayant un effet cytotoxique et génotoxique significatif par rapport à celui de l'AFB1 dans l'intestin et le foie, ainsi qu'affectant la fonction de barrière intestinale.
- Description de l'effet global de VerA dans l'intestin et le foie, basée sur les changements au niveau morphologique, transcriptionnel, protéomique et métabolique.
- Évaluation du danger associé à la co-exposition à l'AFB1 et au VerA.
- Développement d'une stratégie d'atténuation pour contrer la toxicité intestinale de VerA en utilisant des probiotiques.
Notre projet fournira également une batterie d'outils de biologie moléculaire et systémique pour étudier l'effet des xénobiotiques sur les tissus porcins.

VersiTox est un projet ambitieux dont le premier objectif est de définir pour la première fois le danger associé à la présence de VerA dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux. 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. Notre approche technique est assez originale en matière de toxicologie. En effet, l'utilisation de la -omique a récemment été signalée comme l'approche la plus adéquate pour étudier l'effet des substances toxiques à action pléiotropique telles que les mycotoxines. Nous proposons de donner un large aperçu de l'effet toxique de la VerA dans l'intestin et le foie en combinant une analyse basée sur des hypothèses et une analyse produisant des hypothèses. De même, l'évaluation du danger associé à la présence combinée d'AFB1 et de VerA sera établie pour la première fois. Les résultats de VersiTox seront essentiels pour aider à franchir de nouvelles étapes dans la compréhension de la toxicologie de VerA afin de fournir un scénario suffisamment éclairé pour l'évaluation des risques. Ces derniers constituent la base pour l'adoption de réglementations visant à limiter l'exposition globale aux mycotoxines par voie alimentaire. Enfin, l'atténuation des effets toxiques ou VerA (comme défini tout au long du projet) basée sur l'utilisation de probiotiques sera testée. En conséquence, nous espérons apporter une nouvelle solution au danger lié à la présence de VerA dans les aliments.

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.

Coordination du projet

Laura Soler Vasco (Toxicologie Alimentaire)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

INRA TOXALIM BTM Toxicologie Alimentaire

Aide de l'ANR 342 580 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2019 - 48 Mois

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