Les biotoxines marines dans les coquillages – Le groupe des saxitoxines

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Résumé

Les toxines du groupe des saxitoxines (STX) forment un groupe de tétrahydropurines étroitement apparentées qui ont été observées chez diverses espèces de mollusques bivalves filtreurs telles que les huîtres, les moules, les coquilles Saint-Jacques et les palourdes de diverses régions du monde. Ces toxines sont essentiellement produites par des dinoflagellés du genre Alexandrium, tels que Alexandrium tamarensis, A. minutum (syn. A. excavata), A. catenella, A. fraterculus, A. fundyense et A. cohorticula. Les toxines du groupe de la STX provoquent chez l’homme une intoxication paralysante par les fruits de mer (IPFM), caractérisée par des symptômes allant d’une légère sensation de picotement ou d’un engourdissement autour des lèvres à une paralysie respiratoire mortelle. Dans les cas mortels, l’arrêt respiratoire se produit 2 à 12 heures après la consommation de coquillages contaminés par des toxines du groupe des STX. Plus de 30 différents analogues des STX ont été identifiés, parmi lesquels STX, NeoSTX, GTX1 et dc-STX semblent être les plus toxiques.

La base de données toxicologiques sur les toxines du groupe des STX est limitée et comprend surtout des études portant sur leur toxicité aiguë après administration intrapéritonéale. Pour la surveillance des toxines du groupe des STX par des techniques de chromatographie liquide à haute performance (CLHP), des facteurs d’équivalence toxique (TEF, toxic equivalence factors) ont été appliqués pour exprimer les analogues détectés en équivalents STX. Jusqu’à ce que de meilleures informations soient disponibles, le groupe scientifique sur les contaminants de la chaîne alimentaire (groupe CONTAM) propose les TEF suivants, basés sur la toxicité i.p. aiguë chez la souris: STX = 1, NeoSTX = 1, GTX1 = 1, GTX2 = 0.4, GTX3 = 0.6, GTX4 = 0.7, GTX5 = 0.1, GTX6 = 0.1, C2 = 0.1, C4 = 0.1, dc-STX = 1, dc-NeoSTX = 0.4, dc GTX2 = 0.2, dc-GTX3 = 0.4, et 11-hydroxy-STX = 0.3.

D’après les informations disponibles, il est possible de conclure que le mécanisme d’action moléculaire majeur de ce groupe de toxines sur les nerfs et les fibres musculaires consiste en la liaison des toxines du groupe des STX auxcanaux sodiques voltage-dépendants et le blocage consécutif du transport des ions dans ces canaux.

Puisque qu’aucune donnée relative aux effets chroniques des toxines du groupe des STX chez les animaux ou les êtres humains n’était disponible, le groupe CONTAM n’a pas pu établir de dose journalière tolérable (DJT). Au vu de la toxicité aiguë des toxines du groupe des STX, le groupe CONTAM a décidé de fixer une dose de référence aiguë (ARfD, Acute Reference Dose). Une dose minimale avec effet nocif observé (LOAEL, lowest-observed-adverse-effect-level) aux alentours de 1.5 μg d’équivalents STX/kg de poids corporel (p.c.) a pu être établie à partir des rapports d’intoxications humaines disponibles portant sur plus de 500 individus. Comme de nombreux sujets ne présentaient pas de réaction indésirable à des doses plus élevées, il est attendu que cette LOAEL soit proche du seuil provoquant des effets chez les sujets sensibles. C’est pourquoi le groupe CONTAM a conclu qu’un facteur de 3 était suffisant pour passer de cette LOAEL à une dose sans effet nocif observé (NOAEL, no-observed-adverse-effect) de 0.5 μg d’équivalents STX/kg p.c. L’ajout d’un facteur supplémentaire pour tenir compte de la variation entre les sujets humains n’a pas été jugé nécessaire puisque les données couvraient un grand nombre de consommateurs affectés, y compris des sujets sensibles. Le groupe CONTAM a donc établi une ARfD de 0.5 μg d’équivalents STX/kg de p.c. 

Afin d’assurer une protection contre les effets aigus des toxines du groupe des STX, il est important que l’évaluation des risques sanitaires liés à la consommation de coquillages se base sur une portion de grande taille plutôt que sur une consommation moyenne à long terme. Puisque les données de consommation de coquillages dans l’Union européenne (UE) étaient limitées, l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA, European Food Safety Authority) a demandé aux États membres de fournir des informations sur la consommation d‘espèces de coquillages pertinentes. En se basant sur les données fournies par cinq États membres, le groupe CONTAM a identifié 400 g de chair de coquillages comme la taille d’une grande portion à utiliser pour l’évaluation des risques aigus liés aux biotoxines marines.

Le groupe CONTAM a constaté que la consommation d’une portion de 400 g de chair de coquillages, contenant des toxines du groupe des STX à la valeur limite européenne actuelle de 800 µg d’équivalents STX/kg[1] de chair de coquillages entraînerait une ingestion de 320 µg de toxine (équivalente à 5.3 µg/kg p.c. pour un adulte de 60 kg). Ce chiffre est considérablement supérieur à l’ARfD de 0.5 µg d’équivalents STX/kg de p.c. (correspondant à 30 µg d’équivalents STX par portion pour un adulte de 60 kg) et pose dès lors un risque pour la santé.

Pour éviter de dépasser l’ARfD de 0.5 µg d’équivalents STX/kg de p.c. chez un adulte de 60 kg, une portion de 400 g de chair de coquillage ne devrait pas contenir plus de 30 µg d’équivalents STX correspondant à 75 µg d’équivalents STX/kg de chair de coquillages.

Étant donné les différences considérables concernant les profils des toxines, des nombres différents d’analogues déterminés et les diverses limites de quantification des méthodes d’analyse appliquées dans différents pays européens, ainsi que le nombre élevé d’échantillons non quantifiables, le groupe CONTAM a conclu que les incertitudes sont trop nombreuses pour permettre une estimation fiable et représentative de l’exposition alimentaire aux toxines du groupe des STX pour les pays de l’UE. De plus, les différences entre les conditions acides utilisées pendant l’étape d’extraction des diverses méthodes pourraient aboutir à des différences concernant la conversion des analogues de STX de faible toxicité (faible TEF) en analogues de STX de toxicité élevée (TEF élevée). Dés lors, le groupe CONTAM ne peut présenter aucun commentaire sur les risques associés à la consommation de coquillages actuellement atteignantle marché.

La perte d’eau par les coquillages pendant la préparation ménagère (cuisson, cuisson à la vapeur) aboutit à une fuite des toxines du groupe des STX de la chair au liquide de cuisson. Une réduction de la concentration des toxines du groupe des STX d’environ 40 à 65 % a été observée pour l’hépatopancréas de homard, ce qui indique que pendant la préparation les toxines du groupe des STX libérées sont plus nombreuses que ce que ne laisserait prévoir la seule perte d’eau. Il a été suggéré que la réduction était plus importante pour certains analogues du fait de leur plus faible adsorption dans les composants de la matrice de l’hépatopancréas. Les toxines du groupe des STX sont thermorésistantes dans les coquillages aux températures habituelles de cuisson et de cuisson à la vapeur (environ 100°C). Les procédés de transformation à des fins commerciales, tels que la cuisson à l’autoclave à des températures plus élevées (115-120°C), pourraient aboutir à une réduction de la concentration en toxines du groupe des STX dans la chair des coquillages pouvant atteindre 90 %. Cette réduction était  attribuée en partie à la fuite des toxines du groupe des STX et en partie à leur destruction à ces températures élevées ou à l’interconversion des analogues des STX. Le groupe CONTAM a toutefois conclu que, compte tenu des informations disponibles, il était difficile de tirer des conclusions fermes sur les éventuelles interconversions ou destructions se produisant pendant les procédés de transformation à des fins commerciales.

Le bioessai sur souris (MBA, mouse bioassay) et la méthode de CLHP de l’Association officielle des chimistes analytiques (AOAC, Association of Official Analytical Chemists) (dite méthode de Lawrence) sont les méthodes officiellement prescrites dans l’UE pour la détection des toxines du groupe des STX. Ces deux méthodes ont été validées par des processus interlaboratoires conformément aux protocoles internationaux. Elles sont capables de détecter les toxines du groupe des STX au niveau réglementaire de l’UE actuel de 800 mg d’équivalents STX/kg de chair de coquillages. Le bioessai sur souris a une limite de détection d’environ 370 mg d’équivalents STX/kg de chair de coquillages. La limite de quantification de la méthode de Lawrence dépend des profils des toxines qui peuvent varier en pratique. Pour les toxines individuelles, les limites de quantification s’échelonnent entre 10 et 80 mg d’équivalents STX pour les différents analogues des STX. Des réductions importantes de la limite réglementaire pour les toxines du groupe des STX imposeraient de modifier la méthode de Lawrence afin de réduire sa limite de quantification puis de valider à nouveau la méthode modifiée pour établir de nouvelles caractéristiques de performance. Dans le bioessai sur souris, l’extraction des toxines du groupe des STX à partir de la chair de coquillages est effectuée en portant la chair à ébullition avec de l’acide chlorhydrique, alors que dans la méthode de Lawrence, elle est portée à ébullition avec de l’acide acétique. Le groupe CONTAM a noté que cette différence dans les conditions d’extraction pourrait aboutir à des différences concernant les profils des toxines détectées et à des résultats différents lorsque les données analytiques sont exprimées en équivalent-STX/kg. D’autres méthodes qui pourraient servir à déterminer les toxines du groupe des STX sont les tests basés sur les récepteurs, les méthodes reposant sur l’utilisation d’anticorps et la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse/spectrométrie de masse (LC-MS/MS). Les méthodes biomoléculaires ne sont appropriées qu’à des fins de dépistage. La LC-MS/MS peut être utilisée pour des analyses de confirmation. Puisqu’aucune de ces méthodes n’a encore été officiellement validée dans des études interlaboratoires suivant des protocoles reconnus à l’échelle internationale, les caractéristiques de leur performance ne peuvent pas être évaluées et comparées à celles des méthodes officielles.

Marine biotoxins, saxitoxin (STX)-group toxins, shellfish, bivalve molluscs, mouse bioassay (MBA), acute reference dose, portion size, methods of analysis, human health, risk assessment