Toxine de ricine de la plante de ricin, Ricinus communis

La ricine est l’une des substances naturelles les plus toxiques connues.

Les graines de ricin communis sont toxiques pour les humains, les animaux et les insectes. L’une des principales protéines toxiques est la « ricine », nommée par Stillmark en 1888 lorsqu’il testa l’extrait des haricots sur des cellules sanguines rouges et les vit s’agglutiner. Maintenant, nous savons que l’agglutination était due àune autre toxine qui était également présente, appelée RCA (Ricinus communisagglutinine). La ricine est une cytotoxine puissante mais une hémagglutinine faible, OÙASRCA est une cytotoxine faible et une hémagglutinine puissante.

L’empoisonnement par ingestion de la ricine est dû à la ricine, notRCA, car la RCA ne pénètre pas dans la paroi intestinale et n’affecte pas les cellules sanguines rouges à moins d’être administrée par voie intraveineuse. Si le RCA est injecté dans le sang, les globules rouges s’agglutinent et éclatent par hémolyse.

Peut-être qu’un seul milligramme de ricine peut tuer un adulte. Les symptômes de l’empoisonnement humain commencent quelques heures après l’ingestion.

Si le décès n’est pas survenu depuis 3 à 5 jours, la victime se rétablit généralement.Il est conseillé d’éloigner les enfants de la plante de ricin ou des colliers faits avec ses graines. En fait, ne les avez même pas dans ou autour d’une maison avec de petits enfants. S’ils ingèrent les feuilles ou avalent les graines, ils peuvent se mettre en prison. Les graines hautement toxiques perlées en colliers provoquent une irritation de la peau au point de contact.

Si la graine est avalée sans mâcher et que le tégument n’est pas endommagé, elle passera probablement sans danger dans le tube digestif. Cependant, si elle est mâchée ou cassée puis avalée, la toxine de ricine sera absorbée par les intestins.

On dit qu’une seule graine peut tuer un enfant. Les enfants sont plus sensibles que les adultes à la perte de liquide due aux vomissements et à la diarrhée et peuvent rapidement se déshydrater et mourir.

Les plantes de ricin dans un jardin ne doivent pas être autorisées à fleurir et à semer.

Plante de ricin, Empoisonnement et Huile

La plante de ricin, Ricinus communis, est une « originaire d’Afrique tropicale » Cultivée en plusieurs variétés pour l’huile que l’on trouve dans ses feuilles et pour son boldfoliage. »(Alber et Alber)

Les  » feuilles pédonculées se composent généralement de huit feuilles rayonnantes et pointues, aux bords légèrement dentelés et aux nervures centrales proéminentes. De nombreuses variétés sontvert, mais certaines sont brun rougeâtre. »(Cooper et Johnson) Les fleurs sontvert et discret, mais rose ou rouge dans les variétés pigmentées. De nombreux mammifères sont près de la base et les pistils ramifiés sont près du sommet de la fleur. Les fruits à épines molles contenant des graines joliment tachetées sont des caractéristiques distinctives de la plante.

Il est cultivé comme plante ornementale dans les jardins, parfois comme plante d’intérieur, et aussi comme mauvaise herbe. C’est une annuelle dans le sud et une vivace sous les tropiques, et elle peut atteindre « 15 pieds de haut à l’extérieur ». C’est une plante ligneuse appartenant à la famille des Euphorbiacées (Euphorbe).

Empoisonnement du haricot de ricin -Enfants

Il est conseillé d’éloigner les enfants de la plante de ricin ou des colliers faits avec ses graines. En fait, ne les avez même pas dans ou autour d’une maison avecpetits enfants. S’ils ingèrent les feuilles ou avalent les graines, ils peuvent se mettre en prison. Les graines hautement toxiques perlées en colliers provoquent une irritation de la peau au point de contact.

Si la graine est avalée sans mâcher et que le tégument n’est pas endommagé, elle passera probablement sans danger dans le tube digestif. Cependant, si elle est mâchée ou cassée puis avalée, la toxine de ricine sera absorbée par les intestins.

On dit qu’une seule graine peut tuer un enfant. Les enfants sont plus sensibles que les adultes à la perte de liquide due aux vomissements et à la diarrhée et peuvent rapidement se déshydrater et mourir.

Les plantes de ricin dans un jardin ne doivent pas être autorisées à fleurir et à semer. Une bonne pratique consiste à « l’étouffer dans l’œuf ».

Meurtre

En 1978, la ricine a été utilisée pour assassiner Georgi Markov en 1978, un journaliste bulgare qui s’est élevé contre le gouvernement bulgare. Il a été frappé à la pointe d’un parapluie en attendant à un arrêt de bus près de la gare de Waterloo à Londres. Ils ont trouvé dans sa jambe une pastille métallique perforée qui contenait vraisemblablement la toxine de ricine.

Animaux

Les pucerons, dessinés à droite sur une feuille de la plante de ricin, sont susceptibles d’être empoisonnés par l’ingestion du phloème. Les suceurs de sève sont morts dans les 24heures suivant l’alimentation.

La pyrale du maïs européenne et les larves de la ver des racines du maïs du Sud ont été tuées lorsqu’elles ont été exposées à des aliments peints avec 2% de ricine. Des études comme celles-ci sont entreprises pour développer des pesticides « naturels ».

Les graines de ricin sont utilisées comme ingrédient dans certains aliments pour animaux après que l’huile a été extraite ou inactivée par chauffage pendant 20 minutes à 140oC. Les tentatives d’utilisation des haricots de ricin dans l’alimentation du bétail impliquent différentes méthodes d’inactivation de la ricine tout en maintenant sa valeur nutritionnelle. Certaines études ont montré que même après un tel traitement thermique, la toxicité demeure. Par exemple, il était mortel pour les canards colverts étant donné l’alimentation. « La toxicité du repas pourrait être due soit à un facteur stable à la chaleur, soit à un facteur inhibiteur de la croissance, soit à des résidus de ricine  » (Okoye et al.)
Une étude avec des moutons a montré que la farine de ricin autoclavée peut être incorporée à 10% des rations de moutons sans aucun effet néfaste.

L’empoisonnement du bétail se produit généralement par incorporation accidentelle de castorbéens dans leur alimentation. Les chevaux sont particulièrement vulnérables.

Pour des informations plus détaillées sur les effets de la ricine sur le bétail, voir… »Page Plantes toxiques, Ricinus Communis, http://res.agr.ca./

Huile de ricin

Les haricots de ricin sont pressés pour extraire l’huile de ricin utilisée à des fins médicales. La ricine ne se divise pas dans l’huile car elle est soluble dans l’eau, par conséquent, l’huile de ricin ne contient pas de ricine, à condition qu’aucune contamination croisée ne se soit produite pendant sa production.

De plus amples renseignements les décrivant sont disponibles dans la liste pour le haricot de Ricin, dans le Système canadien d’information sur les plantes vénéneuses, avec l’aimable autorisation de Derek B. Munro.

Mécanisme d’action toxique

De nombreuses protéines cytotoxiques provenant de diverses plantes ont été identifiées, et elles sont liées à la ricine à la fois par leur structure et leur fonction. Ils inhibent la sythèse des protéines en inactivant spécifiquement et irréversiblement les ribosomes eucaryotes.

Ces « protéines inactivantes des ribosomes » (RIP) sont typiquement des monomères de 30 kDa (RIP de type 1). Cependant, pour se rapprocher des galactosides de la surface cellulaire et pénétrer dans le cytosol pour atteindre les ribosomes, ils nécessitent un deuxième monomère, une lectine de 30 kDa se liant au galactose. Les monomères sont reliés par un pont disulfure pour former les hétérodimères toxiques (déchirures de type 2).

Certaines plantes, telles que le blé et le barley, n’ont que des RIP de type 1 et ne sont pas toxiques, tandis que d’autres, telles que la graine de plante de castorbean, contiennent les RIP de type 2 qui sont parmi les cytotoxines les plus puissantes dans la nature. 5% de la graine de Ricinus est constituée de ricine et de RCA (Ricinus communisagglutinine).

La ricine est un RIP hétérodimérique de type 2. Cette enzyme inactivant les ribosomes (32kDa), également connue sous le nom de chaîne A, est liée par une liaison disulfure à la lectine liant le galactose / N-acétylgalactosamine (34 kDa), également appelée chaîne B.

Biosynthèse de la ricine

La ricine et le RCA sont synthétisés dans les cellules endospermes des graines en maturation et sont stockés dans un organite appelé « corps protéique », un compartiment vacuolaire. Lorsque la graine mature germe, les toxines sont détruites par l’hydrolyseen quelques jours.

La ricine commence la sythèse en tant que prepropolypeptide qui contient à la fois des chaînes A et B. La séquence signal de la terminaison Nh3 cible la chaîne ascendante vers le réticulum endoplasmique (ER) et est ensuite clivée. Au fur et à mesure que le polypeptide de la proricine s’allonge, il est N-glycosylé dans la lumière de l’ER. Les isomérases de disulfure de protéine catalysent la liaison disulfure lorsque la molécule de proricine se replie. La proricine subit d’autres modifications oligosaccharidiques au sein du complexe de Golgi et est ensuite transportée dans les vésicules vers les corps protéiques.

La ricine n’est pas catalytiquement active tant qu’elle n’est pas clivée protéolytiquement par l’anendopeptidase dans les corps protéiques. Cela divise le polypeptide dans la chaîne A et la chaîne B toujours liées par une seule liaison disulfure. Puisque la ricine est inactive jusque-là, la plante évite d’empoisonner ses propresribosomes au cas où une partie de la proricine passerait accidentellement dans le cytosol pendant la synthèse et le transport.

Action enzymatique de la ricine

La ricine Une partie de l’hétérodimère est l’enzyme qui lie et dépurine une adénine spécifique de l’ARNr 28S. L’adéninérisation du ribosome est prise en sandwich entre deux cycles de tyrosine dans la fente catalytique de l’enzyme et est hydrolysée par l’action enzymeísN-glycosidase. L’adénine cible est une séquence d’ARN spécifiquecontient la boucle tétranucléotidique inhabituelle, GAGA. La ricine est plus active contre les ribosomes animaux que les ribosomes végétaux, et les ribosomes bactériens intacts ne sont généralement pas sensibles.

Structure de la ricine

Cette figure de Lord et al représente un dessin en ruban tridimensionnel de la ricine, modélisé à partir de données de cristallographie aux rayons X.La moitié supérieure droite, le ruban en pointillés, est la chaîne A, et la moitié inférieure gauche, le ruban plein, est la chaîne B.

La chaîne A (ou RTA) est une protéine globulaire de 267 acides aminés. Il a 8 hélices alpha et 8 feuilles bêta. Le site de liaison du substrat est la fente marquée par le cycle adénine du substrat.

La chaîne B (ou RTB) est une protéine de 262 acides aminés qui a la forme d’un abarbell. Il a un site de liaison pour le galactose à chaque extrémité, (représenté par des lactosérums). Ces deux sites permettent la liaison hydrogène à des sucres membranaires spécifiques (galactose et N-acétyl galactosamine). Un pont disulfure (-S-S-) rejoint RTAwith RTB (extrême droite, centre). Les sphères sont des molécules d’eau piégées.

Absorption de la ricine

La partie RTB de la ricine se lie à la fois aux glycoprotéines et aux glycolipides au niveau des surfaces cellulaires qui se terminent par le galactose. Il a deux sites de liaison pour le galactose, et 106 à 108 molécules de ricine peuvent se lier par cellule. Cependant, une seule molécule de singléricine qui pénètre dans le cytosol peut inactiver plus de 1 500 ribosomes et tuer la cellule.

Comme le montre le diagramme, la voie pour l’internalisation de la ricine implique:

1. endocytose par des fosses et des vésicules enrobées ou,
2. endocytoses par des fosses et des vésicules lisses. Les vésicules fusionnent avec l’anendosome.
3. De nombreuses molécules de ricine sont renvoyées à la surface cellulaire par exocytose, ou
4. les vésicules peuvent fusionner en lysosomes où la ricine serait détruite.
5. Si les vésicules contenant de la ricine fusionnent avec le réseau Trans Golgi (TGN), il y a encore une chance qu’elles retournent à la surface de la cellule.
6. Une action toxique se produira lorsque la RTA, aidée par la RTB, pénètre dans la membrane TGNmembrane et est libérée dans le cytosol.

Une fois à l’intérieur du cytosol, le RTA catalyse la dépurination des ribosomes, stoppant la synthèse des protéines.

Applications thérapeutiques des immunotoxines

La ricine peut être ciblée sur des cellules spécifiques, telles que les cellules cancéreuses, en connectant la sous-unité RTA à des anticorps ou à des facteurs de croissance qui lient préférentiellement les cellules indésirables. Ces immunotoxines ont très bien fonctionné pour des applications in vitro, par exemple des greffes de moelle osseuse. Bien qu’ils n’aient pas très bien fonctionné dans de nombreuses situations in vivo, les progrès dans ce domaine de recherche sont prometteurs pour l’avenir.

APPLICATIONS IN VITRO

Dans les procédures de greffe de moelle osseuse, les immunotoxines RTA ont été utilisées avec succès pour détruire les lymphocytes T dans des lésions osseuses prélevées sur des donneurs histocompatibles. Cela réduit le rejet de la moelle osseuse du donneur, un problème appelé « maladie du greffon contre l’hôte » (GVHD). Dans les situations de GVDH aiguës résistantes aux stéroïdes, les immunotoxines RTA ont aidéévaluer la condition. En outre, dans la greffe de moelle osseuse autologue, un échantillon de la moelle osseuse des patients est traité avec des immunotoxines anti-lymphocytes T pour éliminer les lymphocytes T malins dans les leucémies et les lymphomes à lymphocytes T.

APPLICATIONS IN VIVO

« Pour le traitement in vivo des tumeurs solides, des problèmes considérables peuvent survenir en raison du mauvais accès de l’immunotoxine (IT) à la masse tumorale; manque de spécificité de l’IT, hétérogénéité des cellules tumorales, perte d’antigène, dégradation ou clairance rapide de l’IT, et effets secondaires limitant les doses ». (Lord et coll.). Un problème courant rencontré chez les patients hospitalisés traités avec des immunotoxines à la ricine est le « syndrome de fuite vasculaire », dans lequel les fluides s’échappent des vaisseaux sanguins entraînant une hypoalbuminémie, une douleur de poids et un œdème pulmonaire. « Les efforts de recherche visant à développer et à développer des immunotoxines et des thérapies à usage clinique dans le cancer et le SIDA se poursuivent avec des stratégies utilisant la technologie de l’ADN recombinant (Lord et al.).

Ablation toxigénique

Toxigènes

« Les toxigènes sont des fusions d’ADN dans lesquelles l’ADN codant pour une toxine puissante, par exemple la RTA, est placé sous le contrôle transcriptionnel d’un promoteur et/ ou d’un activateur spécifique au stade du tissu ou du développement. Lorsqu’il est exprimé intracellulairement, le produit toxigène provoque la mort cellulaire. L’introduction et l’expression de l’atoxigène chez des animaux ou des plantes transgéniques peuvent conduire à une caractérisation du type cellulaire, qui peut être utilisée pour étudier les lignées cellulaires développementales ou pour générer des modèles animaux de maladies dégénératives. » (Lord et al.)

Transport suicidaire

Le diagramme montre l’injection de ricine dans le nerf vagal et la destruction subséquente des neurones (neurones en pointillés détruits, neurones solides non affectés).

Les neuroscientifiques peuvent détruire sélectivement les neurones en injectant de la ricine dans les nerfs. Les mécanismes de transport axonal rétrogrades amènent la toxine aux corps cellulaires neuronaux où les ribosomes sont localisés.

L’analyse ultrastructurale révèle que la ricine provoque d’abord la dispersion des polyribosomes, puis que le réticulum endoplasmique rugueux se désorganise en vésicules dentaires. Les corps cellulaires (perikaryon) gonflent, les noyaux dégénèrent et tout le neurone se désintègre.

Étant donné que la ricine est une lectine liant la N-acétyl galactosamine, elle peut être utilisée avec différentes lectines qui ont des spécificités différentes pour les motifs neuronaux de la glycosylation. Lorsque le transport suicidaire est observé après l’injection de thetoxine, il confirme la présence de résidus de N-acétyl galactosamine à la surface des cellules neuronales. Les stratégies de transport du suicide fonctionnent très bien dans les neurones sensoriels et moteurs périphériques adultes, car ils sont sensibles à la ricine.

Les neurones du système nerveux central des adultes sont résistants à l’ablation par la byricine, tandis que les jeunes cerveaux en développement sont sensibles, ce qui suggère que le développement du cerveau implique des modifications de la glycosylation des neurones du SNC. Les résidus galactoséterminaux peuvent être soit coupés, soit masqués par addition de résidus d’acide sialique.

Dans les expériences de transport par suicide, une partie de la ricine s’échappe souvent de la réserve, provoquant un empoisonnement systémique de l’animal. Ce problème peut être résolu en administrant simultanément un antisérum à la ricine.

La valeur de l’utilisation de stratégies de transport du suicide est résumée (de Wiley et Oeltmann):

• cartographie anatomique des neurones
• modélisation des maladies dégénératives des motoneurones
• étude des conséquences des lésions et des mécanismes de réparation des nerfs périphériques
• cartographie des récepteurs des neurotransmetteurs cellulaires
• applications liées à la maladie, y compris
  • éradication du virus de l’herpès simplex latent dans les neurones sensoriels du trijumeau
  • production et analyse de faisceaux fibrillaires gliaux
  • traitement des neuromes équins

Alber, J.I. et D.M. Alber. (1993) Plantes d’intérieur et fleurs coupées sans danger pour les bébés: Un Guide pour Garder les Enfants et les Plantes en toute Sécurité Sous le même Toit.Histoire Communications Inc., Pownal, Vermont.

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