Criblage bioguidé et analyse CL-SMHR des toxines et d'autres métabolites d'intérêt chez les dinoflagellés Gambierdiscus et Fukuyoa

par Francesco Pisapia

Thèse de doctorat en Chimie analytique, biologie des organismes marins

Sous la direction de Philipp Hess et de Christine Herrenknecht-Trottmann.

Soutenue le 27-10-2017

à Nantes , dans le cadre de École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané) , en partenariat avec Université Bretagne Loire (COMUE) et de Laboratoire phycotoxines IFREMER (Nantes) (laboratoire) .

Le président du jury était Olivier Grovel.

Le jury était composé de Toine Bovée.

Les rapporteurs étaient Carmela Dell'Aversano, Rodolphe Lemée.


  • Résumé

    Les dinoflagellés epi-benthiques Gambierdiscus et Fukuyoa produisent les ciguatoxines (CTXs) et les maïtotoxines (MTXs), qui sont parmi les toxines marines les plus puissantes connues. Les CTXs sont bioaccumulées et bio-transformées le long de la chaîne alimentaire marine et provoquent la ciguatéra, l'intoxication alimentaire non bactérienne la plus commune au monde. Récemment, la ciguatéra a été rapporté dans des zones non endémiques, notamment les îles Canaries, et un grand nombre d'espèces a été découvert au sein de ces genres. Peu de données sont disponibles sur la toxicité relative entre les différentes espèces et sur les congénères de toxines produits par ces dinoflagellés, en particulier par des souches en dehors de l'océan Pacifique. Plusieurs souches de Gambierdiscus et Fukuyoa ont été examinées pour leur cigua- et maïto-toxicité via les tests neuro-2a et hémolytique, respectivement. G. excentricus a montré une forte toxicité et deux souches des îles Canaries ont été sélectionnées pour la purification des toxines via une approche de fractionnement bioguidé. L'analyse non-ciblée de spectrométrie de masse (SM) à haute résolution a permis la découverte d'un nouveau congénère de MTX, la maïtotoxine-4 (MTX4). La SM à basse résolution de plusieurs souches de Gambierdiscus et Fukuyoa n’a révélé la présence de MTX4 que dans G. excentricus, y compris des souches provenant des îles Canaries, du Brésil et du Golfe du Mexique. La MTX4 pourrait donc servir de biomarqueur pour l’espèce hautement toxique G. excentricus. Les travaux futurs porteront sur l'isolement et l'élucidation de la structure de la MTX4 et l'identification des congénères de CTX produits par G. excentricus.

  • Titre traduit

    Bioguided screening and LC-HRMS for identification of toxins and other metabolites of interest produced by the dinoflagellates Gambierdiscus and Fukuyoa


  • Résumé

    The epi-benthic dinoflagellates Gambierdiscus and Fukuyoa produce ciguatoxins (CTXs) and maitotoxins (MTXs), which are among the most potent marine toxins known. CTXs are bio-accumulated and bio-transformed along the marine food chain and cause Ciguatera Fish Poisoning (CFP), the most common non-bacterial foodborne intoxication worldwide. Recently, CFP has been reported from areas previously not considered endemic, namely the Canary Islands, and an increasing number of species has been discovered in these genera. Little is known about the relative toxicity between different species and the toxin congeners produced by these dinoflagellates, especially by strains outside the Pacific Ocean. Several strains of Gambierdiscus and Fukuyoa were screened for their cigua- and maito-toxicity using neuro-2a and hemolytic assays, respectively. G. excentricus showed particularly high toxicity and two strains from Canary Islands were selected for toxin purification using a bioguided fractionation approach. Non-targeted high resolution mass spectrometry (MS) analysis permitted the discovery of a novel MTX congener, maitotoxin-4 (MTX4). Targeted low resolution MS analysis of more than 40 strains of Gambierdiscus and Fukuyoa revealed the presence of MTX4 in G. excentricus only, including strains from the Canaries, the South Western Atlantic (Brazil) and the North Western Atlantic (Gulf of Mexico). As MTX4 was not detected in any other species examined, MTX4 may serve as a biomarker for the highly toxic G. excentricus. Future work will include isolation and structural elucidation of MTX4 and identification of CTX congeners produced by G. excentricus.


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