Etude de différents modes d'élimination biologique de la zéaralénone, mycotoxine présente dans les céréales : Adsorption et Biotransformation

Development of elimination processes of mycotoxins contaminating livestock feeding

• Auteur / Autrice : Gwénaëlle Jard
• Direction : Ahmed Lebrihi, Thierry Liboz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et biocatalyse industrielles
• Date : Soutenance le 03/12/2009
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie chimique (Toulouse ; 1992-....)

Mots clés

Mots clés libres

Mycotoxines

Zéaralénone

Aspergillus

Adsorption

Transformation

Mycotoxins

Zearalenone

Aspergillus

Adsorption

Transformation

Résumé

De nombreuses espèces de moisissures (Aspergillus, Fusarium, Penicillium…) produisent des molécules toxiques appelées mycotoxines. Malgré des efforts agronomiques croissants, la contamination en mycotoxines dans les produits agricoles est toujours présente. Des stratégies de décontamination sont alors utiles pour limiter l’impact des mycotoxines sur la santé animale ou humaine. La première stratégie que nous avons étudiée est le piégeage par adsorption de mycotoxines sur des spores d’Aspergillus de la section Nigri. Nous avons démontré que les spores vivantes sont aussi efficaces que les spores inactivées à la chaleur, indiquant que les composés responsables de l’adsorption ne sont pas altérés par ce traitement. Le phénomène d’adsorption semble être principalement du à des interactions hydrophobes. Des études restent à faire sur l’efficacité d’un tel procédé in vivo et pour caractériser les composés responsables. La deuxième stratégie étudiée a été la biotransformation d’une mycotoxine particulière, la zéaralénone. Plusieurs microorganismes ont été testés. Parmi eux, il a été démontré que certaines espèces d’Aspergillus avaient la capacité de transformer la zéaralénone en zéaralénone-sulfate. La toxicité de ce composé a été évaluée par test de prolifération de cellules cancéreuses MCF-7. Ces cellules ont la particularité de proliférer en présence de composés oestrogéniques. Il a été montré que la zéaralénone-sulfate provoquait peu de prolifération chez ces cellules, suggérant une toxicité plus faible que la zéaralénone. Des études seront effectuées pour évaluer la stabilité d’un tel conjugué in vivo.

Several species of fungi (Aspergillus, Fusarium, Penicillium…) are producers of very hazardous mycotoxins. Despite the use of recommended agricultural practices to avoid mold development and mycotoxinogenesis during crop growth, harvesting and storage, contamination by mycotoxins still occurs. Decontamination procedures are useful to reduce the mycotoxin content of contaminated raw materials. The first strategy we studied was to decrease the bioavailability of mycotoxins trapping them with binding agents. For the first time, the adsorption of mycotoxins by conidia of black Aspergilli has been demonstrated. Heat-treated conidia are as efficient as living conidia, which demonstrates that the components involved in adsorption are not affected by heat-treatment. The adsorption phenomenon seems to involved hydrophobic interactions. Further in vivo studies are necessary to develop the application of such a decontamination process to contaminated raw materials and feeds. The second strategy studied was the biodegradation of zearalenone by microorganisms which could offer a pratical and efficient method to alleviate negative effects on animals. For the first time, some Aspergillus niger strains, isolated from grapes, have been shown to transform zearalenone to zearalenone-sulfate. To be sure that zearalenone biotransformation leads to a detoxification, the estrogenic toxicity of zearalenone-sulfate was determined by cell culture studies. An estrogen receptor positive breast cancer cell line (MCF-7) was used to confirm the lost of toxicity by E-screen assay. The test principle is based on the fact that MCF-7 cells proliferate in presence of estrogenic substances. Zearalenone-sulfate was less estrogenic than zearalenone. Further work will focus on the stability of the zearalenone-sulfate in vivo.