Mycotoxines émergentes - Une menace au-delà des réglementations ?

Les mycotoxines sont des métabolites secondaires naturels produits par diverses moisissures. Ces composés sont toxiques pour l'homme et les animaux. Les moisissures toxigènes contaminent un large éventail de cultures et produisent des mycotoxines à la suite de l'infection des tissus végétaux dans les champs. Malheureusement, la formation de ces toxines peut se poursuivre même après la récolte et le niveau de mycotoxines dans les grains continue d'augmenter pendant le stockage. Les cultures contaminées représentent un risque majeur pour la santé des hommes et des animaux. Les principaux champignons producteurs de mycotoxines sont les champignons des espèces Fusarium et Aspergillus. En outre, il existe plus de 300 champignons différents connus pour produire plus de 400 mycotoxines différentes. Ces dernières années, de plus en plus de mycotoxines ont été considérées comme pertinentes car elles contribuent au risque pour l'homme et l'animal. Des études d'évaluation des risques ont été réalisées pour différents groupes importants de mycotoxines, notamment les alcaloïdes de l'ergot de seigle (voir l'article sur les alcaloïdes de l'ergot de seigle), les toxines d'Alternaria (voir l'article sur les toxines d'Alternaria) et les mycotoxines modifiées ou masquées.

Modifier les mycotoxines pour défendre les plantes

En règle générale, les mycotoxines sont explicitement produites par des champignons et leur structure mère est souvent modifiée par le champignon lui-même, qui libère un cocktail de composés structurellement apparentés. Au cours de l'infection, ces substances sont ensuite souvent modifiées par la plante hôte du champignon. La plante vivante peut modifier la structure chimique des toxines et produire des mycotoxines masquées. La formation de ces toxines masquées est une stratégie majeure de détoxification des cultures, car elles sont moins toxiques pour la plante. En général, une molécule de glucose ou un sulfate est impliqué dans la conjugaison et la détoxification. Bien que ces toxines masquées ne nuisent plus à la plante, leur toxicité pour les humains et les animaux peut réapparaître lorsque la molécule masquante ajoutée est clivée dans le tractus gastro-intestinal des mammifères au cours de la digestion (figure 1). Dans le domaine de la sélection végétale, l'augmentation de l'occurrence et de la production de certaines mycotoxines masquées pourrait être liée à de nouvelles races résistantes. Le déoxynivalénol-3-glucoside, par exemple, serait lié à la résistance à la fusariose. Cela signifie qu'il a été prouvé que les plantes résistantes au Fusarium présentent des rapports déoxynivalénol-3-glucoside/déoxynivalénol plus élevés, mais que ceux-ci s'accompagnent de niveaux plus faibles de déoxynivalénol total et de la forme modifiée en raison d'une plus grande résistance au Fusarium.

Le terme "mycotoxine modifiée" englobe à la fois la modification d'une molécule mère de toxine par le champignon lui-même et le masquage de la toxine qui ne se produit que dans le tissu végétal. Un autre type de modification a lieu chez les mammifères lorsque l'aflatoxine B1 est consommée par le biais d'aliments contaminés et convertie en aflatoxine M1. Cette aflatoxine M1 migre dans le lait des animaux en lactation et est excrétée avec lui. En outre, des modifications des toxines peuvent également se produire au cours de la transformation des aliments, en particulier lors du chauffage et de la fermentation, ce qui augmente leur prévalence. Ces mycotoxines modifiées peuvent se retrouver en quantités importantes dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux. Le phénomène de modification des mycotoxines est particulièrement lié aux toxines de Fusarium (trichothécènes, zéaralénone et fumonisines), mais des formes modifiées ont également été signalées pour d'autres mycotoxines telles que les aflatoxines, l'ochratoxine A ou la patuline.

Formes modifiées et masquées du déoxynivalénol - un exemple

Le déoxynivalénol est la mycotoxine qui a fait l'objet du plus grand nombre d'études sur les différentes versions des modifications fréquemment observées. Les formes modifiées du déoxynivalénol peuvent être divisées en deux groupes principaux : les formes altérées et les formes masquées. Il existe deux principales formes modifiées de déoxynivalénol sécrétées par le champignon lui-même : le 3-acétyl-désoxynivalénol et le 15-acétyl-désoxynivalénol, que l'on retrouve dans les céréales contaminées par le Fusarium. Les plantes sont capables de masquer le déoxynivalénol en déoxynivalénol-3-glucoside et, comme le montrent des études récentes, celui-ci peut prendre deux formes sulfonées : le déoxynivalénol-3-sulfate et le déoxynivalénol-15-sulfate (tableau 1).

Quelle est la nocivité des mycotoxines modifiées et émergentes ?

Les mycotoxines modifiées peuvent être plus ou moins toxiques que leurs composés d'origine. Par exemple, elles peuvent être plus bio disponibles en raison de modifications. Les données toxicologiques sur les mycotoxines modifiées sont rares, et les résultats et connaissances actuels sur les risques et effets réels de ces composés sont insuffisants. Ce manque de connaissances rend difficile la réalisation d'une évaluation correcte des risques. Néanmoins, certaines études décrivent la menace potentielle qu'ils représentent pour la sécurité alimentaire. En outre, il convient de souligner que les mycotoxines masquées peuvent être "démasquées" à nouveau dans le tube digestif des animaux et des humains, libérant à nouveau le composé parent et ses effets toxicologiques. La situation est similaire pour les mycotoxines émergentes : les données toxicologiques sont rares, ce qui rend difficile la mise en place de réglementations et de limites maximales tolérées pour protéger les humains et les animaux des risques potentiels pour la santé.

Les réglementations couvrent-elles tous les risques liés aux mycotoxines ?

Pour garantir la sécurité des denrées alimentaires et des aliments pour animaux, de nombreux pays ont établi des limites réglementaires pour les mycotoxines dans les cultures. Actuellement, dans la plupart des pays développés, il existe des réglementations sur les niveaux maximaux ou au moins des niveaux indicatifs pour les mycotoxines dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux. Ces réglementations ne couvrent que certaines des mycotoxines connues, telles que les aflatoxines B1, B2, G1, G2 et M1 ; les fumonisines B1, B2 et B3 ; l'ochratoxine A, le déoxynivalénol, la zéaralénone, la toxine HT-2 et la toxine T-2. Les réactions chimiques des mycotoxines modifiées étant différentes de celles des mycotoxines mères, elles peuvent facilement passer inaperçues lors des analyses de routine. Les méthodes actuelles de détection des mycotoxines réglementées dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux n'incluent pas le dépistage systématique de ces mycotoxines modifiées, car elles ne sont pas couvertes par la législation. Ces méthodes standard peuvent révéler des niveaux de contamination inférieurs aux limites légales, alors que les contaminations par les mycotoxines modifiées ne sont pas détectées. Ce résultat est correct, mais d'un point de vue toxicologique, l'intégration des toxines modifiées (par exemple en tant que paramètre de somme) fournirait des données plus solides pour l'évaluation des risques. L'ensemble de ces faits met en évidence les dangers potentiels que représentent les mycotoxines modifiées pour la santé humaine. Des réglementations sur les niveaux maximaux de mycotoxines modifiées ainsi que d'autres mycotoxines émergentes sont actuellement en cours de discussion dans l'Union européenne.

Méthodes analytiques pour la quantification des mycotoxines

Les mycotoxines sont généralement analysées par des méthodes chromatographiques telles que la chromatographie liquide et la spectrométrie de masse (LC-MS) et par des méthodes immunochimiques telles que le dosage immuno-enzymatique (ELISA). Les méthodes immunochimiques peuvent, en fonction de la réactivité croisée de l'anticorps, réagir à plus d'un composé (par exemple, les mycotoxines natives et leurs formes modifiées), ce qui conduit à un résultat unique. En revanche, les méthodes de séparation basées sur la CL peuvent sous-estimer les niveaux totaux de toxines, car ces méthodes résolvent chaque composé comme un paramètre unique et ne sont généralement développées que pour les mycotoxines mères.

Limites des méthodes d'analyse

Il existe deux façons de détecter et de quantifier les mycotoxines modifiées : Une approche "directe" qui mesure l'ensemble du composé modifié, et une approche "indirecte" qui mesure le composé d'origine après des traitements chimiques ou enzymatiques qui entraînent le clivage des mycotoxines modifiées, principalement par hydrolyse. Parmi les avantages de la méthode indirecte, on peut citer le fait que les matériaux de référence pour les mycotoxines modifiées ne sont pas nécessaires pour une quantification correcte et que toutes les formes modifiées sont incluses dans le résultat final. Les principaux inconvénients sont que l'efficacité du processus d'hydrolyse ne peut pas être vérifiée facilement et qu'il n'y a pas d'accès aux quantités des différentes formes d'une toxine. Il est donc important de développer des méthodes directes pour mieux comprendre l'apparition des mycotoxines modifiées. Toutes les technologies chromatographiques utilisées pour les mycotoxines mères sont également potentiellement adaptées à leurs formes modifiées, pour autant qu'elles soient solubles et directement disponibles pour l'analyse. L'une des principales contraintes de la détermination et de la quantification directes des mycotoxines modifiées est la disponibilité limitée des matériaux de référence (substances pures ou étalons en plus des étalons internes marqués par des isotopes). Un autre inconvénient est que la plupart des méthodes nécessitent un nettoyage adéquat avant la procédure d'analyse. Les dispositifs de purification disponibles dans le commerce sont actuellement conçus pour les mycotoxines natives et ne conviennent pas nécessairement aux formes modifiées. Des travaux sont actuellement en cours pour développer de nouvelles normes de référence ainsi que des dispositifs de purification innovants afin de déterminer directement les mycotoxines modifiées.