L’Australie abrite certains des animaux sauvages les plus dangereux au monde. Quiconque passe du temps à l’extérieur dans l’est de l’Australie est bien avisé de garder un œil sur les serpents, les araignées, les oiseaux en piqué, les crocodiles, les escargots coniques mortels et les minuscules méduses toxiques.
Mais ce que tout le monde ne sait pas, c’est que même certains arbres vous auront.
Nos recherches sur le venin des arbres urticants australiens, que l’on trouve dans le nord-est du pays, montrent que ces plantes dangereuses peuvent injecter aux promeneurs imprudents des produits chimiques très semblables à ceux que l’on trouve dans les piqûres des scorpions, des araignées et des escargots coniques.
Les arbres urticants
Dans les forêts de l’est de l’Australie, il existe une poignée d’orties si nocives que des panneaux sont couramment placés là où les humains piétinent leur habitat. Ces arbres sont appelés gympie-gympie dans la langue du peuple indigène Gubbi Gubbi, et Dendrocnide en latin botanique (ce qui signifie « dard d’arbre »).
Un simple contact d’une fraction de seconde sur un bras par une feuille ou une tige suffit à induire une douleur pendant des heures ou des jours. Dans certains cas, la douleur a été signalée comme pouvant durer des semaines.
Une piqûre de gympie-gympie est d’abord ressentie comme du feu, puis s’atténue au fil des heures pour devenir une douleur rappelant celle d’une partie du corps touchée par une portière de voiture claquée. Un stade final appelé allodynie survient pendant plusieurs jours après la piqûre, au cours desquels des activités inoffensives comme prendre une douche ou gratter la peau affectée ravivent la douleur.
Comment les arbres provoquent-ils la douleur ?
La douleur est une sensation importante qui nous indique que quelque chose ne va pas ou que quelque chose doit être évité. La douleur crée également un énorme fardeau pour la santé avec des impacts sérieux sur notre qualité de vie et l’économie, y compris des problèmes secondaires comme la crise des opiacés.
Pour mieux contrôler la douleur, nous devons mieux la comprendre. Une façon de le faire est d’étudier de nouvelles façons d’induire la douleur, ce que nous avons voulu accomplir en définissant mieux le mécanisme de cause de la douleur des gypsophiles.
Comment ces plantes provoquent-elles la douleur ? Il s’avère qu’elles ont pas mal de points communs avec les animaux venimeux.
La plante est recouverte de poils creux en forme d’aiguille appelés trichomes, qui sont renforcés par de la silice. Comme les orties communes, ces poils contiennent des substances nocives, mais ils doivent avoir quelque chose en plus pour délivrer autant de douleur.
Des recherches antérieures sur l’espèce Dendrocnide moroides ont identifié une molécule appelée moroïdine qui était censée provoquer la douleur. Cependant, les expériences visant à injecter de la moroïdine à des sujets humains n’ont pas réussi à induire la série distincte de symptômes douloureux observés lors d’une piqûre complète de Dendrocnide.
Trouver les coupables
Nous avons étudié les poils urticants de l’arbre urticant géant australien, Dendrocnide excelsa. En prenant des extraits de ces poils, nous les avons séparés en leurs constituants moléculaires individuels.
L’une de ces fractions isolées a provoqué des réponses douloureuses significatives lorsqu’elle a été testée en laboratoire. Nous avons découvert qu’elle contient une petite famille de mini-protéines apparentées dont la taille est significativement plus grande que celle de la moroïdine.
Nous avons ensuite analysé tous les gènes exprimés dans les feuilles de gympie-gympie pour déterminer quel gène pourrait produire quelque chose ayant la taille et l’empreinte de notre toxine mystère. Résultat : nous avons découvert des molécules capables de reproduire la réponse à la douleur, même lorsqu’elles sont fabriquées synthétiquement en laboratoire et appliquées de manière isolée.
Le génome de Dendrocnide moroides s’est également avéré contenir des gènes similaires codant pour des toxines. Ces peptides de Dendrocnide ont été baptisés gympietides.
Gympietides
Les gympietides ont une structure tridimensionnelle complexe qui est maintenue stable par un réseau de liens au sein de la molécule qui forment une forme nouée. Cela lui confère une grande stabilité, ce qui signifie qu’il est susceptible de rester intact pendant une longue période une fois injecté dans la victime. En effet, des anecdotes rapportent que même des spécimens d’arbres urticants vieux de 100 ans et conservés dans des herbiers peuvent encore produire des piqûres douloureuses.
Ce qui était surprenant, c’est que la structure 3D de ces gympétides ressemble à la forme de toxines bien étudiées provenant de venins d’araignées et d’escargots coniques. C’était un indice important sur la façon dont ces toxines pouvaient agir, car des peptides de venin similaires provenant de scorpions, d’araignées et d’escargots coniques sont connus pour affecter des structures appelées canaux ioniques dans les cellules nerveuses, qui sont d’importants médiateurs de la douleur.
Spécifiquement, les gympietides interfèrent avec une voie importante pour la conduite des signaux de douleur dans le corps, appelée canaux ioniques sodiques dépendant du voltage. Dans une cellule affectée par les gympétides, ces canaux ne se ferment pas normalement, ce qui signifie que la cellule a du mal à éteindre le signal de douleur.
Une meilleure compréhension pourrait apporter de nouveaux traitements
Les arbres urticants australiens fabriquent une neurotoxine qui ressemble à un venin à la fois dans sa structure moléculaire et dans la façon dont elle est déployée par injection. En prenant ces deux éléments ensemble, il semblerait que deux processus évolutifs très différents aient convergé vers des solutions similaires pour remporter la fin de partie consistant à infliger de la douleur.
Dans le processus, l’évolution nous a également présenté un outil inestimable pour comprendre comment la douleur est causée. Les mécanismes précis par lesquels les gympétides affectent les canaux ioniques et les cellules nerveuses sont actuellement à l’étude. Au cours de cette enquête, nous pourrions trouver de nouvelles voies pour maîtriser la douleur.
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Irina Vetter est une future bourse du Conseil australien de la recherche à l’Université du Queensland, Edward Kalani Gilding est un agent de recherche postdoctoral à l’Université du Queensland et Thomas Durek est un chercheur principal à l’Université du Queensland
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Cet article est d’abord paru sur the Conversation. Vous pouvez lire l’article original ici
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