Les escargots coniques peuvent sembler modestes, sinon beaux dans leurs coquilles colorées, mais ces invertébrés du fond de l'océan sont des meurtriers marins réguliers. Lorsqu'un poisson nage à proximité, le prédateur, qui peut mesurer jusqu'à 9 pouces de long, sortira lentement de sa trompe en forme de langue. En un éclair, la créature harponnera son repas et le remplira d'un venin paralysant.
"En général, vous ne voulez pas vous faire piquer par un escargot conique", explique Iris Bea Ramiro, chercheuse biomoléculaire à l'Université de Copenhague.
La piqûre venimeuse de certains escargots coniques est dangereuse - et parfois même mortelle - pour les humains. Mais il s'avère que le cocktail chimique pourrait aussi être transformé en analgésique. Dans un article publié aujourd'hui dans la revue Science Advances , Ramiro et une équipe de scientifiques ont identifié un peptide unique à partir d'un escargot conique d'eau profonde sous-étudié qui montre des signes de soulagement de la douleur. Le composé est prometteur dans la fabrication de futurs traitements, ou analgésiques, pour les patients atteints de cancer, de troubles endocriniens et de douleurs sévères et chroniques.
Tous les escargots marins n'ont pas de glandes à venin, mais les escargots coniques contiennent spécifiquement un mélange puissant et puissant. Lors de l'injection, le venin envoie la victime en état de choc excitotoxique, la rendant immobile en quelques secondes. L'escargot ouvre alors grand la bouche pour engloutir toute la proie, délivrant une mort lente et douloureuse.
"Quand j'ai regardé pour la première fois des vidéos d'eux attaquant, je me disais" qu'est-ce que c'est que ça? ", explique Ramiro. "Le poisson semble tout aussi gros, voire plus gros, que l'escargot."
Le venin des invertébrés était connu depuis longtemps comme toxique, mais une série de nouvelles études a révélé qu'il pouvait avoir des propriétés médicinales surprenantes.
"Pendant longtemps, la plupart des gens ont cru que les venins d'"escargot tueur" étaient en grande partie constitués de neurotoxines. Ce n'est pas une évaluation précise », déclare Mandë Holford, professeur agrégé de chimie et de biochimie au Hunter College et chercheur au Musée américain d'histoire naturelle. Il existe plus de 1 000 espèces connues d'escargots coniques, mais seulement 2 % d'entre elles ont fait l'objet d'une analyse approfondie de leur mode de vie et de leur venin, ajoute-t-elle.
Bien qu'elle n'ait pas été impliquée dans les avancées scientifiques papier, Holford dit qu'elle et d'autres experts en escargots coniques ont appris grâce à des recherches antérieures que le venin contient une "bombe à fragmentation de molécules chimiques" au-delà des neurotoxines. Ces molécules, qui comprennent principalement des protéines et des chaînes plus courtes d'acides aminés appelées peptides, sont efficaces pour atteindre des cibles spécifiques dans le système physiologique d'un animal ou d'un humain afin de bloquer certaines fonctions, comme le mouvement et la vision. Certains d'entre eux peuvent également arrêter les signaux de douleur de certains récepteurs, ce qui en fait des candidats de choix pour les médicaments thérapeutiques. Mais un escargot conique peut contenir plus de 200 peptides différents dans son venin. Le défi consiste donc à identifier des produits chimiques spécifiques et à déterminer comment ils aident à réduire la douleur.
"Chaque espèce a un profil de venin différent, et donc potentiellement, vous avez comme une bibliothèque de milliers et de milliers de composés qui attendent d'être découverts", explique Ramiro. "Il s'agit de trouver quelque chose d'intéressant."
L'examen des différents types de stratégies de chasse des espèces d'escargots coniques et de la façon dont la proie réagit au venin peut être un point de départ utile pour trouver de nouveaux produits chimiques, explique Ramiro. Lorsqu'elle a découvert les escargots coniques pour la première fois en tant qu'étudiante de premier cycle, elle s'est rendu compte que de nombreuses espèces se trouvaient dans les eaux tropicales près de l'île où elle avait grandi aux Philippines. "Nous voyons des escargots coniques d'eau peu profonde sur certains marchés et les utilisons pour la nourriture, comme dans les soupes, avec d'autres gastéropodes à coquille", explique Ramiro. (Les habitants font bouillir les animaux avant de les consommer, ce qui décompose probablement les composants venimeux.) Les coquillages sont également prisés des collectionneurs. Pour l'étude, elle a travaillé avec un pêcheur philippin local qui a aidé l'équipe à capturer des spécimens de l'espèce Conus neocostatus. Ces escargots coniques du clade Asprella n'avaient pas été étudiés de près auparavant car ils vivent jusqu'à 820 pieds dans l'océan, ce qui les rend difficiles à récupérer et à maintenir en vie en laboratoire.
La façon la plus courante pour un escargot conique de capturer un poisson est la stratégie du taser et de l'attache, où le prédateur poignarde la cible, la neutralise avec le venin et l'avale immédiatement en quelques secondes. La seconde est une technique de chasse au filet qui a été observée chez quelques espèces. Le prédateur émet un nuage invisible de venin dans l'eau comme un piège; lorsqu'un poisson nage à travers, il devient désorienté et plus facile à capturer.
L'Asprella les escargots coniques, quant à eux, utilisent une stratégie que Ramiro et d'autres chercheurs n'avaient jamais vue auparavant. "Le poisson piqué semble normal et nage autour", dit-elle. "Au bout d'une heure environ, tout devient lent." Lorsque le poisson retombe au fond de l'océan, c'est l'heure du souper pour l'escargot, dit-elle.
L'équipe de Ramiro a appelé la stratégie "embuscade et évaluation". Contrairement aux toxines à action rapide dans d'autres escargots coniques d'eau peu profonde, la paralysie retardée des composés dans l'eau profonde Conus neocostatus a laissé entendre qu'il pourrait y avoir d'autres réactions chimiques intéressantes en cours. Pour preuve supplémentaire, Ramiro et ses collaborateurs ont extrait le venin d'un proche parent, Conus rolani , et analysé la composition moléculaire. Ils ont pu identifier un peptide particulier appelé Consomatin Ro1, qui a une structure et des propriétés similaires qui imitent la somatostatine, une hormone présente chez l'homme et d'autres vertébrés qui inhibe la croissance des cellules et d'autres parties.
La somatostatine a déjà été étudiée comme candidat-médicament potentiel pour les maladies neuroendocrines, mais elle a une courte demi-vie d'environ une à trois minutes, explique Ramiro. "Cela signifie qu'il ne peut rester dans le corps que si longtemps, il n'a pas vraiment d'effet", dit-elle. « De nombreuses sociétés pharmaceutiques ont développé différents analogues de la somatostatine pour prolonger la demi-vie. Mais lorsque nous avons obtenu la structure de cette consomatine à partir de l'escargot conique, il était intéressant de noter qu'elle ressemblait non seulement à des analogues de médicaments, mais qu'elle était plus stable que la somatostatine.
Les chercheurs ont ensuite injecté le peptide de consomatine isolé à des souris et ont constaté qu'il avait un effet similaire à celui observé chez les proies immobilisées des escargots coniques :perte lente d'équilibre, léthargie et effet sédatif qui a duré environ trois heures. Les chercheurs ont découvert que le peptide active sélectivement l'un des cinq récepteurs de la somatostatine qui déclenche des effets de soulagement de la douleur chez les vertébrés, explique Ramiro. Cela indique que "ce n'est pas seulement un sosie" de la somatostatine.
"Quand c'est un cocktail de venin, ça peut être toxique", explique Ramiro. "Mais une fois que nous avons séparé les composants et que nous n'en examinons qu'un seul, nous constatons qu'il soulage et peut soulager la douleur."
Les découvertes de l'équipe "confirment l'hypothèse selon laquelle il n'y a pas deux arsenaux de venin identiques, même au sein d'une espèce", déclare Holford. Elle note que si la séquence des autres peptides qu'ils ont identifiés doit encore être confirmée par une analyse complète des protéines, la bioactivité du composé de consomatine est une découverte prometteuse pour les futurs produits pharmaceutiques.
Actuellement, il existe plusieurs médicaments inspirés du venin de cône d'escargot en essais cliniques et un déjà sur le marché. Le médicament sur ordonnance Prialt est basé sur un composé trouvé dans l'espèce Conus magus. Prialt a été approuvé par la Food and Drug Administration en 2004 comme alternative non opioïde à la morphine. Cependant, la méthode d'administration du médicament nécessite une injection spinale invasive; Le laboratoire de Holford travaille actuellement sur un meilleur système pour faire circuler les peptides d'escargot conique dans le corps humain.
"Il y a un long chemin à parcourir avant d'arriver à un [meilleur] médicament, mais comme pour tous les analogues dérivés du venin, nous savons qu'ils fonctionnent", déclare Holford. « Ces invertébrés relativement petits peuvent produire un cocktail chimique de molécules bioactives qui ne peut être égalé dans aucun laboratoire, où que ce soit dans le monde. Nous devons protéger leur biodiversité si nous voulons découvrir leurs secrets chimiques.
Ramiro convient qu'il y a beaucoup à apprendre sur les voies naturelles d'accès aux drogues.
"Les escargots coniques ont déjà optimisé [molecules] qui sont stables ", dit-elle. "Nous pouvons apprendre beaucoup d'eux, non seulement pour les applications biomédicales, mais aussi en voyant comment ils utilisent le venin dans leur environnement."
