Les limaces de mer carnivores sont connues pour leur mécanisme d'empoisonnement, qui aide les animaux à attraper et à défendre leurs proies telles que les poissons ou les coquillages. Crédit :Markus Muttenthaler
Les conotoxines sont des peptides bioactifs trouvés dans le venin que les escargots marins produisent pour la capture et la défense de leurs proies. Ils sont utilisés comme outils pharmacologiques pour étudier la signalisation de la douleur et ont le potentiel de devenir une nouvelle classe d'analgésiques. À ce jour, plus que 10, 000 séquences de conotoxines ont été découvertes.
Le professeur agrégé Markus Muttenthaler de la Faculté de chimie de l'Université de Vienne et ses collègues de l'Université du Queensland en Australie sont des experts dans le domaine de la découverte de médicaments contre le venin et ont maintenant fourni un aperçu du statu quo de la recherche sur les conotoxines dans le top- journal hors du commun Avis sur les produits chimiques . Dans une autre étude publiée récemment, les chercheurs ont développé des versions de conotoxines marquées par fluorescence pour visualiser les récepteurs de la douleur dans les cellules.
L'escargot de cône prédateur marin est bien connu pour sa stratégie d'envenimation efficace, qui aide l'animal relativement lent à attraper ses proies telles que les poissons ou les mollusques et à se défendre. L'escargot cône paralyse et tue sa proie à l'aide d'un cocktail très sélectif et puissant de peptides de venin, qui est injecté dans la proie par une aiguille en forme de harpon.
"Les escargots cônes peuvent contrôler la composition de leur venin selon qu'ils chassent ou se défendent, ", explique Markus Muttenthaler de l'Institut de chimie biologique de l'Université de Vienne. "Pour la recherche sur la douleur, nous nous intéressons particulièrement au venin d'un escargot cône défenseur, comme sa composition vise à provoquer la douleur et ses composants individuels peuvent être utilisés pour étudier les voies de la douleur, ", déclare le bénéficiaire de la subvention de démarrage de l'ERC.
Grande diversité d'espèces et de composés
À ce jour, on estime que 750 espèces d'escargots coniques sont connues. Un venin typique contient des centaines à des milliers de peptides bioactifs, avec des longueurs typiques de 10 à 40 acides aminés. Ces conotoxines présentent des propriétés bien définies, structures de type protéine, qui sont stabilisés par de multiples structures de liaison disulfure. Les conotoxines sont également actives sur les récepteurs humains (p. canaux ioniques), ce qui est particulièrement intéressant car ils peuvent ainsi être utilisés comme outils pour étudier les voies de la douleur chez l'homme.
Les escargots paralysent et tuent leurs victimes à l'aide d'une neurotoxine qui pénètre dans la victime par une sorte de fusil à harpon. Crédit :Markus Muttenthaler
"Les conotoxines ont révolutionné la recherche sur la douleur car leur puissance et leur sélectivité extraordinaires nous permettent d'étudier les sous-types individuels de canaux ioniques, ce qui n'était pas possible avant, " explique Markus Muttenthaler. Avec l'aide de conotoxines, les chercheurs peuvent désormais définir la pertinence physiologique et pathologique des différents sous-types de récepteurs.
Une conotoxine a déjà reçu l'approbation de la FDA (Prialt) pour le traitement de la douleur chronique sévère. Il est directement administré à la moelle épinière où il bloque spécifiquement un sous-type de canal ionique transmettant la douleur - "c'est 1, 000 fois plus puissant que la morphine et ne déclenche aucun symptôme de dépendance, qui est un gros problème avec les médicaments opioïdes, " dit Muttenthaler. La recherche actuelle se concentre maintenant sur les conotoxines qui pourraient cibler les terminaisons nerveuses en dehors de la moelle épinière, ce qui faciliterait l'administration. "Cela nous permettrait d'intercepter le signal de la douleur avant qu'il ne soit transmis au système nerveux central."
Utiliser les conotoxines pour de nouvelles méthodes
De nouvelles avancées analytiques dans les domaines de la venomie, la protéomique et la transcriptomique ont conduit à la découverte de nombreuses nouvelles séquences de conotoxines ces dernières années. La synthèse et la caractérisation pharmacologique, cependant, est comparativement plus chronophage.
Les conotoxines peuvent en outre être fonctionnalisées et fournir des pistes exceptionnelles pour de nouvelles sondes moléculaires :Dans un autre article publié dans le Journal australien de chimie , les chercheurs ont développé une nouvelle méthodologie pour marquer les conotoxines et les utiliser pour visualiser les canaux ioniques dans les cellules. Ces outils sont importants pour une meilleure compréhension de la biologie complexe derrière la douleur, qui est l'une des principales causes d'invalidité dans le monde.
