De nombreux animaux utilisent leur venin pour se défendre ou pour chasser. Les composants de ce venin, appelés toxines, interfèrent avec divers processus physiologiques, ce qui explique également leur intérêt pour le développement de nouveaux agents pharmacologiques. Alors que les venins de certains groupes d’animaux – notamment les serpents, les araignées, les scorpions et les insectes – ont déjà été assez bien étudiés, la situation est totalement différente pour les groupes d’animaux marins. Ici, les données n’existent que pour des espèces animales individuelles, ce qui signifie que ce groupe recèle encore un grand potentiel inexploité.
On a découvert il y a seulement quelques années qu'il existait également des crustacés venimeux, c'est-à-dire des remipèdes qui ressemblent davantage à des mille-pattes et vivent dans des grottes marines sous-marines. Une équipe de recherche multidisciplinaire dirigée par le Dr Björn von Reumont, qui a décrit pour la première fois le système venimeux des remipedes en 2014 et est actuellement chercheur invité à l'Université Goethe de Francfort, a maintenant caractérisé un groupe de toxines du Xibalbanus tulumensis remédier.
À cette fin, Reumont a constitué une équipe composée de partenaires de coopération de l'Institut Fraunhofer pour la médecine translationnelle (ITMP) dans le cadre du LOEWE Center for Translational Biodiversity, ainsi que de collègues de l'Université de Louvain, de Cologne, Berlin et Munich – tous font également partie du réseau européen Venom (COST Action EUVEN).
Le Xibalbanus tulumensis remipede vit dans les cénotes qui sont les systèmes de grottes sous-marines de la péninsule mexicaine du Yucatan. L’habitant des cavernes injecte le venin produit dans sa glande à venin directement à sa proie. Cette toxine contient une variété de composants, dont un nouveau type de peptide, nommé xibalbine, du nom de son producteur de crustacés. Certaines de ces xibalbines contiennent un élément structurel caractéristique qui est familier à d’autres toxines, notamment celles produites par les araignées : plusieurs acides aminés (cystéines) du peptide sont liés les uns aux autres de telle manière qu’ils forment une structure en forme de nœud. Cela rend les peptides résistants aux enzymes, à la chaleur et aux valeurs de pH extrêmes. Ces nœuds agissent souvent comme des neurotoxines, interagissant avec les canaux ioniques et paralysant les proies – un effet qui a également été proposé pour certaines xibalbines.
L'étude montre que tous les peptides de xibalbine testés par les doctorants des partenaires de la coopération – et en particulier Xib1Xib2 et Xib13 – inhibe efficacement les canaux potassiques dans les systèmes des mammifères. « Cette inhibition est extrêmement importante lorsqu'il s'agit de développer des médicaments pour diverses maladies neurologiques, notamment l'épilepsie », explique von Reumont. Xib1 et Xib13 présentent également la capacité d'inhiber les canaux sodiques tension-dépendants, tels que ceux trouvés dans les cellules nerveuses ou musculaires cardiaques. De plus, dans les neurones sensoriels des mammifères supérieurs, les deux peptides peuvent activer deux protéines – les kinases PKA-II et ERK1/2 – impliquées dans la transduction du signal. Ces dernières suggèrent qu’elles seraient impliquées dans la sensibilisation à la douleur, ce qui ouvre de nouvelles approches en matière de thérapie de la douleur.
Bien que la bioactivité des xibalbines soit exemplaire du potentiel inexploité de la biodiversité marine, la production de médicaments à partir de venins d'animaux est un processus complexe et long. « Trouver des candidats appropriés et caractériser de manière exhaustive leurs effets, jetant ainsi les bases de médicaments sûrs et efficaces, n'est possible aujourd'hui que dans une grande équipe interdisciplinaire, comme dans le cas de notre étude », explique von Reumont.
Ce qui rend les choses plus difficiles est le fait que le temps presse pour les remipedes. Leur habitat est gravement menacé par la construction du réseau ferroviaire interurbain Tren Maya, qui traverse directement la péninsule du Yucatan. « Les cénotes constituent un écosystème très sensible », explique von Reumont, qui, en tant que plongeur spéléo expérimenté, a collecté des remipedes au Yucatan lors de plusieurs expéditions de plongée souterraine. « Notre étude met en évidence l'importance de protéger la biodiversité, non seulement pour son importance écologique, mais également pour les substances potentielles qui pourraient revêtir une importance cruciale pour nous, les humains. »
