Un champignon récemment découvert aide à détruire une mycotoxine alimentaire dangereuse, la patuline

«Un champignon récemment découvert aide à détruire une mycotoxine alimentaire dangereuse, la patuline», source ScienceDaily via la Tokyo University of Science

Des scientifiques identifient une souche fongique qui transforme la patuline, une mycotoxine dangereuse parfois présente dans les fruits, en sous-produits moins toxiques.

La patuline est une mycotoxine dangereuse produite par des champignons que l'on trouve généralement dans les fruits endommagés, notamment les pommes, les poires et les raisins. Lors d'une récente avancée, des chercheurs japonais ont identifié une nouvelle souche fongique filamenteuse capable de dégrader la patuline en la transformant en substances moins toxiques. Leurs découvertes fournissent des informations importantes sur les mécanismes de dégradation de la patuline présents dans la nature et peuvent conduire à de nouvelles façons de maîtriser la toxicité de la patuline dans nos approvisionnements alimentaires.

La patuline (C7H6O4), une mycotoxine produite par plusieurs types de champignons, est toxique pour diverses formes de vie, notamment les humains, les mammifères, les plantes et les micro-organismes. En particulier, les environnements dépourvus de mesures d'hygiène appropriées pendant la production alimentaire sont susceptibles d'être contaminés par la patuline, car bon nombre de ces espèces de champignons ont tendance à se développer sur des fruits endommagés ou en décomposition, en particulier les pommes, et même à contaminer les produits à base de pommes, tels que la compote de pommes, le jus de pomme, les confitures, et les cidres.

Responsable d'une grande variété de risques pour la santé, notamment des nausées, une congestion pulmonaire, des ulcères, des hémorragies intestinales et des conséquences encore plus graves, telles que des dommages à l'ADN, une immunosuppression et un risque accru de cancer, la toxicité de la patuline est une préoccupation majeure dans le monde entier. En conséquence, de nombreux pays ont imposé des restrictions sur les niveaux autorisés de patuline dans les produits alimentaires, en particulier dans les aliments pour bébés, car les nourrissons sont plus vulnérables aux effets de la patuline.

Le traitement de la toxicité de la patuline comprend l'oxygénothérapie, l'immunothérapie, la thérapie de désintoxication et la thérapie nutritionnelle. Cependant, comme il vaut souvent mieux prévenir que guérir, les scientifiques sont à la recherche de moyens efficaces pour atténuer la toxicité de la patuline dans les produits alimentaires. À cette fin, une équipe de recherche comprenant le professeur Toshiki Furuya de la Tokyo University of Science (TUS) au Japon, a récemment recherché des micro-organismes du sol susceptibles de contribuer à contrôler la toxicité de la patuline. Leur étude, publiée en ligne dans le volume 12, numéro 4 de MicrobiologyOpen le 11 août 2023, a été co-écrite par Mme Megumi Mita, Mme Rina Sato et Mme Miho Kakinuma, toutes de la TUS.

L’équipe a cultivé des micro-organismes à partir de 510 prélèvements de sol dans un environnement riche en patuline, à la recherche de ceux qui prospéreraient en présence de la mycotoxine. Ensuite, dans une deuxième expérience de dépistage, ils ont utilisé la chromatographie liquide à haute performance (HPLC) pour déterminer les survivants les plus efficaces pour dégrader la patuline en d'autres substances chimiques moins nocives. En conséquence, ils ont identifié une souche de champignon filamenteux (moisissure), Acremonium sp. ou «TUS-MM1», appartenant au genre Acremonium.

L’équipe a ensuite réalisé diverses expériences pour faire la lumière sur les mécanismes par lesquels TUS-MM1 a dégradé la patuline. Cela impliquait d'incuber la souche de moisissures dans une solution riche en patuline et de se concentrer sur les substances qui apparaissaient progressivement à l'intérieur et à l'extérieur de ses cellules en réponse à la patuline au fil du temps.

Une découverte importante a été que les cellules TUS-MM1 transformaient toute patuline absorbée en acide désoxypatulinique, un composé beaucoup moins toxique que la patuline, en y ajoutant des atomes d'hydrogène. «Lorsque nous avons commencé cette recherche, une seule autre souche de champignon filamenteux dégradait la patuline», a commenté le Dr Furuya. «Cependant, avant la présente étude, aucun produit de dégradation n'avait jamais été identifié. À cet égard, à notre connaissance, TUS-MM1 est le premier champignon filamenteux capable de dégrader la patuline en acide désoxypatulinique.»

De plus, l’équipe a découvert que certains composés sécrétés par les cellules TUS-MM1 peuvent également transformer la patuline en d’autres molécules. En mélangeant la patuline avec les sécrétions extracellulaires des cellules TUS-MM1 et en utilisant la HPLC, ils ont observé divers produits de dégradation générés par la patuline. Il est encourageant de constater que des expériences sur des cellules de la bactérie E. coli ont révélé que ces produits sont nettement moins toxiques que la patuline elle-même. Grâce à d’autres analyses chimiques, l’équipe a montré que le principal agent responsable de la transformation de la patuline en dehors des cellules était un composé thermiquement stable mais hautement réactif, doté d’un faible poids moléculaire.

Dans l’ensemble, les résultats de cette étude nous rapprochent de solutions efficaces pour maîtriser les niveaux de patuline dans les aliments. Le Dr Furuya a spéculé : «Élucider les voies par lesquelles les micro-organismes peuvent dégrader la patuline serait utile non seulement pour accroître notre compréhension des mécanismes sous-jacents dans la nature, mais également pour faciliter l'application de ces organismes dans les efforts de biocontrôle.»