Un scorpion originaire de l'est du Mexique peut avoir plus qu'une simple toxine dans sa piqûre. Des chercheurs de l'Université de Stanford et du Mexique ont découvert que le venin contient également deux composés qui changent de couleur et qui pourraient aider à combattre les infections bactériennes.

L'équipe a non seulement isolé les composés du venin du scorpion, mais les a également synthétisés en laboratoire et vérifié que les versions fabriquées en laboratoire tuaient les staphylocoques et les bactéries tuberculeuses résistantes aux médicaments dans des échantillons de tissus et chez des souris.

Les résultats, publié dans le numéro du 10 juin de la revue Actes de l'Académie nationale des sciences , mettre en évidence les trésors pharmacologiques potentiels à découvrir dans les toxines des scorpions, serpents, escargots et autres créatures vénéneuses.

"Par volume, le venin de scorpion est l'un des matériaux les plus précieux au monde. Il en coûterait 39 millions de dollars pour en produire un gallon, " a déclaré l'auteur principal de l'étude Richard Zare, qui a dirigé le groupe de Stanford. "Si vous ne dépendiez que des scorpions pour le produire, personne ne pouvait se le permettre, il est donc important d'identifier quels sont les ingrédients critiques et de pouvoir les synthétiser."

Traire les scorpions

Zare a travaillé avec ses collègues au Mexique, dont Lourival Possani, professeur de médecine moléculaire à l'Université nationale du Mexique, dont les étudiants ont capturé des spécimens du scorpion Diplocentrus melici pour étude.

"La collecte de cette espèce de scorpion est difficile car pendant l'hiver et les saisons sèches, le scorpion est enterré, " a déclaré Possani. "Nous ne pouvons le trouver qu'à la saison des pluies."

Depuis 45 ans, Possani s'est concentré sur l'identification de composés à potentiel pharmacologique dans le venin de scorpion. Son groupe a déjà découvert des antibiotiques puissants, insecticides et antipaludéens cachés dans le poison de l'arachnide.

Lorsque les chercheurs mexicains ont extrait le venin de D. melici - un processus qui consiste à stimuler la queue avec de légères impulsions électriques - ils ont remarqué que le venin changeait de couleur, du clair au brunâtre, lorsqu'il a été exposé à l'air.

Lorsque Possani et son laboratoire ont enquêté sur ce changement de couleur inhabituel, ils ont trouvé deux composés chimiques qu'ils croyaient responsables. L'un des composés est devenu rouge lorsqu'il est exposé à l'air, tandis que l'autre est devenu bleu.

Pour en savoir plus sur chaque composé, Possani a contacté le groupe de Zare à Stanford, qui a la réputation d'identifier et de synthétiser des produits chimiques.

En utilisant seulement un petit échantillon du venin, Les chercheurs postdoctoraux de Stanford, Shibdas Banerjee et Gnanamani Elumalai, ont pu déterminer la structure moléculaire des deux composés. "Nous n'avions que 0,5 microlitre de venin pour travailler, " dit Zare, qui est la professeure Marguerite Blake Wilbur en sciences naturelles à la School of Humanities and Sciences de Stanford. "C'est dix fois moins que la quantité de sang qu'un moustique aspirera en une seule portion."

En utilisant des indices glanés en faisant passer les composés à travers diverses techniques d'analyse chimique, les scientifiques de Stanford ont conclu que les ingrédients qui changent de couleur dans le venin étaient deux benzoquinones jusque-là inconnues, une classe de molécules en forme d'anneau connues pour avoir des propriétés antimicrobiennes.

Les benzoquinones du venin de scorpion semblaient presque identiques les unes aux autres. "Les deux composés sont structurellement liés, mais alors que le rouge a un atome d'oxygène sur l'une de ses branches, le bleu a un atome de soufre, " a déclaré Banerjee.

Le groupe a confirmé les structures des composés lorsque, à travers de nombreux essais et erreurs, ils ont appris à les synthétiser. « Beaucoup des réactions que vous écrivez sur papier qui semblent fonctionner ne fonctionnent pas réellement lorsque vous les essayez en laboratoire, il faut donc être patient et avoir beaucoup d'idées différentes, " a déclaré Shyam Sathyamoorthi, étudiant diplômé de Stanford MD-Ph.D., qui a dirigé les efforts de synthèse.

Potentiel médicamenteux

Le laboratoire de Zare a envoyé un lot de benzoquinones nouvellement synthétisées à Rogelio Hernández-Pando, pathologiste à l'Institut national des sciences de la santé et de la nutrition Salvador Zubirán de Mexico, dont le groupe a testé les composés fabriqués en laboratoire pour l'activité biologique.

Le groupe de Hernández-Pando a découvert que la benzoquinone rouge était particulièrement efficace pour tuer les bactéries staphylocoques hautement infectieuses, tandis que le bleu était mortel pour les souches normales et multirésistantes de bactéries responsables de la tuberculose.

"Nous avons découvert que ces composés tuaient les bactéries, mais ensuite la question est devenue 'Est-ce que ça va te tuer, aussi ?", A déclaré Zare. "Et la réponse est non :le groupe de Hernández-Pando a montré que le composé bleu tue les bactéries de la tuberculose mais laisse intacte la muqueuse des poumons des souris."

Possani a déclaré que les propriétés antimicrobiennes des composés n'auraient peut-être pas été découvertes si le groupe de Zare n'avait pas trouvé comment le synthétiser, lui permettant ainsi d'être produit en plus grande quantité. "La quantité de composants de venin que nous pouvons obtenir des animaux est extrêmement faible, " a déclaré Possani. " La synthèse des composés a été décisive pour le succès de ce travail. "

Les scientifiques de Stanford et mexicains prévoient d'autres collaborations pour déterminer si les composés de venin isolés peuvent être transformés en médicaments et aussi pourquoi ils sont présents dans le venin en premier lieu.

"Ces composés pourraient ne pas être le composant toxique du venin, " dit Zare. "Nous n'avons aucune idée de pourquoi le scorpion fabrique ces composés. Il y a plus de mystères."