La toxine botulique est une protéine neurotoxique produite par la bactérie Clostridium botulinum.
C’est la substance la plus toxique connue à ce jour : le botulinum.
La toxine botulique est un polypeptide à double chaîne, avec une chaîne de 100 kDa liée par des ponts disulfures à une autre chaîne de 50 kDa. La chaîne légère est une protéase qui attaque l’une des protéines (SNAP-25, syntaxine ou synaptobrevine) de la jonction neuromusculaire, empêchant la libération d’acétylcholine par les vésicules. Une seule molécule peut inhiber un neurone, ce qui explique sa toxicité. En inhibant la libération de ce neurotransmetteur, la toxine interfère avec l’influx nerveux et provoque une paralysie musculaire flasque caractéristique du botulisme et contrairement à la paralysie spastique observée dans le tétanos.
Son existence a déjà été identifiée au XVIIIe siècle par le médecin allemand Justinus Kerner et sa présence dans le sang a été signalée van Ermengem en 1897. La toxine a été isolée pour la première fois sous forme pure par P. Tessmer Snipe et Hermann Sommer en 1928, tandis qu’en 1949 le groupe de recherche dirigé par Arnold Burgen a identifié le mécanisme par lequel l’action toxique est réalisée. Il est produit par au moins 4 espèces de bactéries Clostridium.
La chaîne lourde de la toxine est particulièrement importante pour la pénétration du botox dans les extrémités des axones, une condition à laquelle le début de la paralysie est lié. En raison de la liaison de la chaîne lourde avec les protéines des axones terminaux, la toxine peut pénétrer dans les neurones par endocytose.
La chaîne légère est capable de quitter les vésicules endocytotiques et d’atteindre le cytoplasme. La toxine de la chaîne légère a une activité protéase. La toxine A (il existe 7 types sérologiques identifiés par les lettres A à G) dégrade protéolytiquement la protéine SNAP-25, qui est nécessaire pour la libération des neurotransmetteurs des axones terminaux. En particulier, la toxine botulique dégrade SNARE en empêchant la libération de neurotransmetteurs au niveau synaptique.
En plus d’être une source d’intoxication alimentaire, la toxine botulique est également utilisée dans le domaine médical, par exemple dans le traitement de l’achalasie ; Botox est la dénomination commerciale la plus connue de la préparation pharmaceutique qui utilise cette toxine comme principe actif.
Les symptômes causés par la toxine botulique sont la paralysie flasque, la faiblesse musculaire, la diplopie, la difficulté de mouvement, la coordination des muscles du pharynx et des muscles volontaires et, dans les cas mortels, la paralysie des muscles respiratoires.
La toxine est rapidement détruite par la chaleur, par exemple par la cuisson des aliments. Il n’en va pas de même pour les spores des bactéries productrices.
D’après une DL50 de 1,3 à 2,1 ng/kg par voie intraveineuse ou intramusculaire et 10 à 13 ng/kg par inhalation, quelques hectogrammes (ou kilogrammes par air) de cette toxine pourraient théoriquement tuer tout être humain sur Terre. Son utilisation comme arme a été théorisée, mais sa sensibilité aux conditions environnementales la rend inefficace ; cependant, il semble avoir été utilisé au moins comme poison pour essayer de tuer des individus.
