Une pollution peut en cacher une autre

Jean-claude AMIARD, SMAB, écotoxicologue, directeur de recherche au CNRS. jean-claude.amiard@univ-nantes.fr

L’Homme a pendant longtemps jeté ses déchets en mer, sans risque – pensait-il – en raison des capacités de ce milieu à les diluer et à les dégrader par des réactions chimiques, par l’action de bactéries et par la lumière. la première catastrophe écologique fut révélée en 1953 dans la baie japonaise de Minamata. De 1932 à 1968, une usine y a déversé du mercure, tuant ainsi plus de 100 personnes. Nous savons depuis lors que nos rejets peuvent avoir de graves conséquences sur les êtres marins comme sur nous-mêmes. On connaît relativement bien les problèmes dus aux déversements de pétrole, de métaux lourds, ou de nitrates qui asphyxient les milieux côtiers par prolifération d’algues. On en sait moins sur les effets possibles des quelques 100 000 molécules organiques inventées à ce jour par l’Homme. les plus dangereuses d’entre elles s’accumulent dans les organismes, sont toxiques et peu dégradables, pouvant provoquer des cancers, des mutations génétiques, ou altérer la reproduction sexuée. Plusieurs centaines de molécules industrielles sont aujourd’hui suspectées d’être des « perturbateurs endocriniens » qui dérèglent l’action d’hormones sur le développement et sur la reproduction des êtres vivants. Ainsi ces produits augmentent la proportion de mâles chez certains poissons ou, comme le tributylétain (TBT) des peintures antifouling (qui empêchent des organismes de se fixer sur la coque des navires), provoquent l’apparition d’un pénis chez les bigorneaux femelles et les rendent stériles. Ils constituent donc une menace pour la diversité des espèces. Jusqu’à présent, nos études n’ont pas mis en évidence beaucoup d’effets néfastes de ces molécules sur la santé humaine mais, sans précautions ni moyens d’investigation plus importants, de mauvaises surprises sont à redouter.

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La bioamplification

©RC2C

Certains produits toxiques comme les polychlorobiphényles (PCB) étant ingérés sans être éliminés (bioaccumulation), leur concentration augmente dans les espèces successives d’une chaîne alimentaire (bioamplification). « ppm » signifie parties par million, ou nombre de molécules d’un produit sur un total d’un million de molécules. (tiré de 1 )

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1 la pollution des mers, J.-C. Lacaze, Dominos Flammarion, 1996.

Du moisi dans la mer

Champignons Penicillium, Aspergillus et Trichoderma développés par la mise en culture de sédiments marins du traict du Croisic ® T. Robiou du Pont
Yves-François Pouchus, Professeur à la faculté de pharmacie de l’Université de Nantes, directeur du Smab.

Dans les années 90, différents cas de mortalité de coquillages sont restés inexpliqués. Aucune algue, aucune bactérie, aucun polluant connu n’a pu être incriminé. Nous avons eu l’idée d’explorer la piste des moisissures marines en pensant aux problèmes posés en agriculture par les champignons producteurs de toxines. Il nous a fallu pour cela adapter les techniques de culture en laboratoire connues pour les espèces terrestres. Nous avons ensuite cherché dans les coquillages et leur environnement immédiat des champignons saprotrophes (qui se nourrissent de matières en décomposition) dont font partie les producteurs terrestres de mycotoxines. cette piste s’est révélée fructueuse car les prélèvements cultivés ont permis d’isoler des espèces des genres Penicillium, Aspergillus ou Trichoderma productrices de substances toxiques. ces dernières sont notamment des peptaïbols ; les moules accumulent ceux-ci en filtrant l’eau de mer pour se nourrir de plancton, ce qui peut être fatal pour leur système nerveux. la découverte récente de ces champignons microscopiques a ouvert une nouvelle voie d’étude des contaminations marines. Elle offre aussi une perspective de nouveaux médicaments car les mycotoxines sont, à l’instar de la pénicilline, des substances d’intérêt thérapeutique majeur.

DOSSIER
L'homme et la mer

Une mer de molécules

Plonger pour soigner

À l'époque où nous découvrons qu'une myriade d'êtres marins produit des molécules intéressantes pour notre santé, cette source de futurs médicaments se révèle menacée par nos pollutions.
par Jean-François BIARD, SMAB, Professeur à la Faculté de Pharmacie de l'Université de Nantes. jean-francois.biard@univ-nantes.fr
Plongeur et cnidaires dans les eaux de Port-Cros © Jean-Georges Harmelin / Photothèque du CNRS
Chasseurs de molécules

En 1946, les premiers aventuriers-chercheurs se jettent à l’eau avec le matériel de plongée rudimentaire de l’époque et découvrent la richesse des fonds marins des Caraïbes. En étudiant les organismes prélevés, ils constatent que ceux-ci produisent de nombreuses molécules de structures inconnues jusqu’alors. Cette découverte de la grande diversité des produits marins ouvre la porte à leur utilisation industrielle et pharmaceutique. La Céphalosporine, premier antibiotique d’origine marine, est ainsi mise au point dans les années 50. Les plantes terrestres constituent depuis des siècles la base de nos médicaments mais ces dernières décennies ont fait grandir l’espoir que le milieu marin puisse contribuer également aux progrès de la médecine. Cet espoir n’a pas été déçu : le Prialt®, un produit contre la douleur, est utilisé depuis peu en milieu hospitalier aux états-Unis et le Yondelis®, un anticancéreux, est proche de la mise sur le marché européen. Beaucoup d’autres molécules marines, sur les 17 000 actuellement identifiées, sont en cours de tests. Quels sont ces êtres vivants si bien inspirés ? Beaucoup d’animaux d’aspect souvent déroutant, notamment des invertébrés tels que des éponges et des cnidaires (méduses, anémones, coraux...), ainsi qu’une multitude d’organismes microscopiques comme des bactéries, des algues et des champignons qui colonisent la mer dans ses moindres recoins. Les mers chaudes sont des lieux de recherche privilégiés car elles contiennent de nombreuses espèces qui produisent des molécules toxiques pour leurs adversaires. C’est probablement la compétition entre maintes espèces vivant dans le même milieu qui a favorisé le développement de tels mécanismes de défense.

En sciences pharmaceutiques, innovation va de pair avec respect du milieu

Les substances recherchées dans ces organismes sont des molécules biologiquement actives, c’est-à-dire qui influent sur le développement de certaines bactéries, qui ont des caractéristiques anticancéreuses ou un rôle clé dans la synthèse d’autres molécules... autant de propriétés utiles pour concevoir un médicament. Mais pour aboutir à ce dernier, le chemin est long ! Il faut d’abord collecter des milliers d’organismes, en tirer des extraits, détecter et isoler les produits a priori intéressants, en déterminer les structures chimiques et tester leurs effets sur des animaux de laboratoire. Ensuite, si leur potentiel est bon, on peut en faire des médicaments et les commercialiser en se protégeant de la concurrence à l’aide de brevets. D’autres étapes sont alors nécessaires : tests de toxicité, développement de procédés industriels, essais cliniques sur l’Homme... Au final, sur les milliers de candidates initiales, seules quelques molécules seront retenues. La production industrielle de ces médicaments nécessite de grandes quantités d’organismes. On essaie en priorité de synthétiser ces produits afin de ne pas épuiser les ressources sauvages, mais il s’agit très souvent de molécules complexes, difficiles à reproduire artificiellement. On utilise aussi les techniques de l’aquaculture qui permettent d’élever en masse les espèces intéressantes dans des lieux protégés et d’accès facile.

Des substances originales inépuisables, sauf si...

Le groupe de recherche nantais Substances marines à activité biologique (Smab) travaille sur différentes étapes de ce processus, dont la première est la collecte d’organismes qui donne l’opportunité de plonger en divers lieux, dans l’estuaire de la Loire aussi bien que dans les mers tropicales. Avec réussite, puisqu’un produit a été récemment breveté par l’Université de Nantes en vue d’en dériver un prochain médicament. Ce succès et l’intérêt de la région des Pays de la Loire pour les produits de la mer ont conduit à constituer un réseau de partenaires locaux dont les compétences vont de l’élevage des organismes à la maîtrise de la synthèse des molécules. Mais une menace pèse sur ce type de recherche. C’est l’atteinte à la biodiversité. Quand une espèce disparaît, tout un ensemble de molécules uniques en leur genre peut être définitivement perdu. Les coraux sont particulièrement touchés dans toutes les mers du globe. Riches en molécules actives mais très sensibles aux pollutions, ils ont été massivement détruits (sans doute à plus de 30 %) durant les trois dernières décennies. Prenons donc garde à ne pas éliminer une source majeure des médicaments de demain !

En complément...

De petits exposés clairs et concis sur les problèmes d'environnement : L'Environnement, J.-F. Beaux, Coll. Repères pratiques, Nathan, 1998.

Découvrez des animaux marins étonnants avec de superbes images dans Terre Océane, Ph. Bouchet, C. Huyghens, F. Danrigal, Imprimerie nationale, 1992.

Atlas écologique des Grands Lacs (Gouvernement canadien)

Interview de JF Biard sur TéléMatin (août 2006)

Informations pharmaceutiques sur le ziconotide.

Informations pharmaceutiques sur le Yondelis, le point en 2004.

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