Voir la source de Β-N-Méthylamino-L-alanine

{{DISPLAYTITLE:β-''N''-Méthylamino-<small>L</small>-alanine}}
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La '''β-''N''-méthylamino-<small>L</small>-alanine ''' (ou '''BMAA''') est un [[acide aminé]] non-protéique, [[neurotoxique]], relativement stable, produit par des [[cyanobactérie]]s, dont certains [[nostoc]]s. Elle est également trouvée dans le cerveau de patients morts de certains types de dégénérescence du [[système nerveux central]]. 

On a montré dans l'[[île de Guam]] que la BMAA peut être dans la nature fortement accumulée dans certaines parties de végétaux (nodules racinaires, fruits, graines) ayant établi une symbiose racinaire avec des cyanophycées, puis dans les animaux (dont l'homme) qui consomment ces végétaux.

== Toxicologie ==
La BMAA est une neurotoxine inhabituelle<ref>{{en}} Vyas KJ, Weiss JH. « BMAA--an unusual cyanobacterial neurotoxin » ''Amyotroph Lateral Scler.'' 2009; 10 Suppl 2:50-5. {{PMID|19929732}}</ref>, qui combine plusieurs effets toxiques<ref>{{en}} Lobner D, Piana PM, Salous AK, Peoples RW. « Beta-N-methylamino-L-alanine enhances neurotoxicity through multiple mechanisms » ''Neurobiol Dis''. 2007 Feb; 25(2):360-6. Epub 2006 Nov 13 ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17098435 Résumé]).</ref>. En tant qu'acide aminé non protéique, elle développe :
* des effets toxiques sur les neurones moteurs, notamment dans la zone de la ''{{Lang|la|[[substantia nigra]]}}''<ref>{{en}} Cucchiaroni ML, Viscomi MT, Bernardi G, Molinari M, Guatteo E, Mercuri NB. [http://www.jneurosci.org/content/30/15/5176.long « Metabotropic glutamate receptor 1 mediates the electrophysiological and toxic actions of the cycad derivative beta-N-Methylamino-L-alanine on ''{{Lang|la|substantia nigra pars compacta}}' DAergic neurons'' »] J Neurosci. 2010 Apr 14; 30(15):5176-88. {{PMID|20392940}}</ref> ;
* une action agoniste sur les [[Récepteur NMDA|récepteurs NMDA]] et AMPA<ref name="Liu2009">{{en}} Liu X, Rush T, Zapata J, Lobner D. « beta-N-methylamino-l-alanine induces oxidative stress and glutamate release through action on system Xc(-) » ''Exp Neurol''. 2009 Jun;217(2):429-33. Epub 2009 Apr 15 ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19374900 Résumé]).</ref> ;
* un [[stress oxydatif]]<ref name=Liu2009/> ; 
* un épuisement du [[glutathion]]<ref name=Liu2009/> ;
* et peut-être {{incise|c'est une hypothèse à confirmer}} un mauvais repliement des protéines intraneuronales, ce qui est l'une des sources connues de la [[neurodégénérescence]]. 

S'il n'y a pas de [[modèle animal]] pour étudier une [[Sclérose latérale amyotrophique|SLA]] induite par la BMAA, il existe maintenant des preuves substantielles évoquant sérieusement un lien de causalité entre cette toxine bactérienne et la SLA<ref name=EnvSourceBMAA/>.

L'ingestion de BMAA est un facteur possible de [[démence]] [[Maladie de Parkinson|parkinsonnienne]] liée à une [[sclérose latérale amyotrophique]] : le [[syndrome de Guam]], [[syndrome]] atypique uniquement découvert sur l'île de Guam, et resté mal compris durant toute la seconde moitié du {{s|XX|e}}. De plus, le suivi des cas survenus chez des patients ayant depuis longtemps quitté l'île de Guam montrent que jusqu'à une trentaine d'années peuvent s'écouler (et peut-être plus) entre le contact avec la toxine, et la déclaration de la maladie<ref>{{en}} Garruto RM, Gajdusek DC. & Chen K-M. « Amyotrophic lateral sclerosis among chamorro migrants from Guam » ''Ann Neurol.'', 1980;8: 612-9. {{PMID|7212649}} {{Doi|10.1002/ana.410080612}} ([http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ana.410080612/abstract Résumé])</ref>.

La toxicité de cette molécule a aussi été étudiée ''{{Lang|la|in vitro}}'' sur des cultures de neurones corticaux<ref>{{en}} Weiss JH, Koh JY, Choi DW. « Neurotoxicity of beta-N-methylamino-L-alanine (BMAA) and beta-N-oxalylamino-L-alanine (BOAA) on cultured cortical neurons » ''Brain Res''. 1989 Sep 11; 497(1):64-71. ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2551452 résumé])</ref>.

== Écotoxicologie ==
Comme cela est le cas  pour beaucoup de toxines bactériennes, il est probable que la BMAA joue un rôle protecteur pour les bactéries qui le produisent, voire pour des espèces (arbres, champignons…) qui développent une symbiose avec ces bactéries. 

Les conséquences [[écotoxicologique]]s de cette molécule proche de l'[[alanine]] (abréviation : Ala ou A) sont complexes, et encore mal comprises.  Elles font l'objet d'études, notamment concernant sa [[biomagnification]] qui semble avérée dans certains contextes et qui pourrait avoir ailleurs été sous-estimée. Certaines espèces animales semblent relativement immunisées (la [[roussette (chiroptère)|roussette]] de l'île de Guam par exemple), mais elles peuvent fortement la [[bioconcentrer]] et alors la transmettre dans la chaine alimentaire, dont à l'homme, via la consommation de gibier pour les populations qui chassent ces animaux. C'est ce qui a été démontré sur l'île de Guam (voir plus bas).

== Enjeux sanitaires et écologiques ==
Comme les pullulations de cyanophycées sont de plus en plus fréquentes en eau douce de surface, dont les lacs ou réservoirs de barrages utilisés pour produire de l'eau potable, la confirmation de l’hypothèse qu'il s'agit d'un {{Citation |déclencheur environnemental bactérien}} pour la [[Sclérose latérale amyotrophique|SLA]] ou d'autres maladies neurodégénératives pourrait avoir d'énormes conséquences en matière de [[sécurité sanitaire]]<ref name=EnvSourceBMAA/>.

== Le syndrome de l'île de Guam ==
{{Loupe|Syndrome de Guam}}
Il tire son nom<ref name="SyndGuam">Syndrome dit « Syndrome de Guam » ou ''Lytico-bodig {{Lang|en|disease}}'' pour les anglophones, ou encore ''AL-SPDC'' pour ''{{Lang|en|Amyotrophic lateral sclerosis/parkinsonism-dementia complex}}''.  {{Note autre projet|wikipedia|Lytico-bodig disease|langue=en}}</ref> du fait qu'au milieu du {{s|XX|e}}, les médecins et [[épidémiologiste]]s américains ont constaté sur cette île, au sein de la population autochtone [[Chamorro]]<ref name="Guam2009">{{en}} Bradley WG, Mash DC. « Beyond Guam: the cyanobacteria/BMAA hypothesis of the cause of ALS and other neurodegenerative diseases » ''Amyotroph Lateral Scler''. 2009; 10 Suppl 2:7-20. ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19929726 résumé])</ref>, une incidence anormalement élevée (50 à 100 fois plus que la normale) d'un syndrome, très intrigant et préoccupant pour les épidémiologistes, évoquant des [[maladies neurodégénératives]] connues, mais avec des cas sporadiques parmi les jeunes (comme pour les maladies à [[prion (protéine)|prion]]). Il mêle les [[symptôme]]s d'une [[sclérose latérale amyotrophique]] à ceux d'une [[démence]] parkinsonienne, constituant une maladie neurodégénérative<ref name=RevueBMAA2008/>.

Des chercheurs ont ensuite découvert que de grandes quantités de BMAA étaient présentes dans les graines et fruits d'un arbre local, le Cyca (''[[Cycas micronesica]]'')<ref name=Guam2009/>, une sorte de palmier autrefois très présent sur l'île. Il a ensuite été démontré que cette BMAA était en réalité produite par des milliers de petites colonies de cyanobactéries symbiotiques abritées sous la terre, à l'intérieur de nodules formés par les Cycas dans des racines spécialisées (dites ''« racines coralloïdes »''<ref name=Guam2009/>{{,}}<ref>[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC263822/figure/fig2/ Photos de l'arbre, des nodules, des fruits mangés par une roussette]</ref>. Sous forme libre dans la nature, la bactérie ne contient que {{Unité/2|0.3|μg||g|-1}} de BMAA, mais quand elle vit en symbiose avec son arbre (Cicas), elle en produit jusqu'à 120 fois plus ({{Unité/2|2|à=37|μg||g|-1}})<ref name=Biomagnification2003/>. Cette BMAA est transportée par la [[sève]] vers les branches, puis retrouvée particulièrement concentrée dans les tissus reproducteurs de l'arbre (9 μg/g en moyenne dans la partie charnue du [[sarcotest]] et plus de 100 fois plus, {{Unité|1161|μg||g|-1}} en moyenne, dans l'enveloppe périphérique de la graine)<ref name=Biomagnification2003/>. Cette BMAA est aussi trouvée sous forme bioassimilable dans le fruit et la graine<ref name=Guam2009/>, mais en petite quantité sous forme libre. C'est sous forme liée à des protéines qu'elle est surtout présente, jusqu'à une centaine de fois plus concentrée, alors bioassimilable<ref name=Biomagnification2003/>. Des chercheurs avaient suggéré un lien entre cette BMAA et l'étrange syndrome de Guam, mais on leur a rétorqué qu'il faudrait ingérer des tonnes de farines de graines ou de fruits de cet arbre pour accumuler la quantité de BMAA trouvée dans le cerveau de certains malades. Les recherches ont été interrompues durant une trentaine d'années et orientées vers d'autres explications dont aucune n'a été convaincante. De plus, ce syndrome se développe généralement plusieurs dizaines d'années environ après le début de l'intoxication<ref name="RevueBMAA2008">{{en}} Karamyan VT, Speth RC. « Animal models of BMAA neurotoxicity: a critical review » ''Life Sci''. 2008 Jan 30;82(5-6):233-46. Epub 2007 Dec 7. ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18191417 résumé])</ref>, ce qui ne facilite pas le suivi épidémiologique.

Plusieurs décennies après, on a remarqué que plusieurs espèces d'animaux mangés par l'homme se nourrissaient du fruit et de la graine de cet arbre : c'est le cas des [[roussette (chiroptère)|roussettes]] (''[[Pteropus mariannus]]''), des [[cochon]]s et des [[cervidés]]. Par des mesures de leur teneur en BMAA, on a alors rapidement constaté que ces animaux participent à une rapide [[bioamplification]] de la neurotoxine dans le [[réseau trophique]] local (jusqu'à l'homme, qui est situé au bout de la [[chaîne alimentaire]]<ref name="Biomagnification2003">{{en}} Cox PA, Banack SA, Murch SJ. « Biomagnification of cyanobacterial neurotoxins and neurodegenerative disease among the Chamorro people of Guam » ''Proc Natl Acad Sci U S A''. 2003 Nov 11; 100(23):13380-3. ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14612559 Résumé])</ref>). Ainsi les roussettes consommant graines et fruits du Cyca bioaccumulent à leur tour la BMAA ({{Unité/2|3556|μg||g|-1}} en moyenne). Et elles sont très prisées du peuple autochtone [[Chamorro]] qui les chassent et les mangent bouillies dans une crème de [[Noix de coco|coco]]. On a ensuite constaté que la BMAA est une toxine très stable, assez pour qu'on la retrouve en quantité élevée dans les roussettes de Guam conservées dans les musées<ref name="Museum2003">{{en}} Banack SA, Cox PA. « Biomagnification of cycad neurotoxins in flying foxes: implications for ALS-PDC in Guam » ''Neurology''. 2003 Aug 12;61(3):387-9. ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12913204 résumé])</ref>. La consommation d'une seule roussette apporte une dose équivalente de BMAA qu'en mangeant de 174 à {{Unité|1014|kg de farine de cycas}}<ref name=Museum2003/>. À cause des festins traditionnels de ''renards volants'' (autre nom de cette roussette), les Chamorros meurent bien plus nombreux que la moyenne des humains du syndrome de Guam ; cette BMAA (liée à des protéines) a en effet aussi été retrouvée dans le cerveau des morts de ces maladies dégénératives sur l'île (à des concentrations moyenne de {{Unité/2|627|μg||g|-1}}, 5mM) alors qu'on ne l'a pas trouvée dans les cerveaux de cas témoins, ni dans le cerveau de patients morts de [[maladie de Huntington]]<ref name=Guam2009/>.

Ces découvertes ont ravivé l'intérêt pour l'hypothèse que la BMAA pourrait être déclencheur d'autres maladies neurodégénératives, d'autant qu'elle a aussi été trouvée (à des taux moyens de {{Unité/2|95|μg||g|-1}}, 0,8mM) dans le cerveau d'individus nord-américains morts de maladie d'Alzheimer, ce qui renforce l'hypothèse d'un rôle [[étiologique]] possible de la BMAA dans le cas de maladies neurodégénératives ailleurs que sur l'île<ref name=Guam2009/>{{,}}<ref name=Biomagnification2003/> (et une étude encore contestée laisse penser que d'autres plantes ou animaux pourraient concentrer la BMAA<ref name=RevueBMAA2008/>). Les cyanobactéries sont abondantes dans le monde entier. De plus, les pullulations de cyanophycées dans des réservoirs superficiels d'eau potable sont de plus en plus fréquentes (en raison de déséquilibres écologiques encore mal compris, mais semblant impliquer l'eutrophisation des eaux de surface)<ref name=Guam2009/>. Dans les années 2000, l'hypothèse de facteurs environnementaux jouant un rôle majeur dans le développement de maladies neurodégénératives gagne du terrain. En particulier, certaines souches de cyanobactéries sont potentiellement (et de manière avérée à Guam) source de BMAA environnementale susceptible d'être transportée dans les eaux potables, ou bioconcentrée, puis impliquée dans la maladie d'Alzheimer, la SLA ([[sclérose latérale amyotrophique]])<ref name="EnvSourceBMAA">{{en}} Banack SA, Caller TA, Stommel EW. « The cyanobacteria derived toxin Beta-N-methylamino-L-alanine and amyotrophic lateral sclerosis » ''Toxins (Basel)''. 2010 Dec;2(12):2837-50. Epub 2010 Dec 20 ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22069578 Résumé])</ref> ou la maladie de Parkinson<ref>{{en}} Salama M, Arias-Carrión O. « Natural toxins implicated in the development of Parkinson's disease » ''Ther Adv Neurol Disord''. 2011 Nov; 4(6):361-73. {{PMID|22164190}}</ref> chez les individus qui auraient une [[prédisposition génétique]] à l'incapacité à prévenir l'accumulation de protéines liées à la BMAA dans le cerveau, hypothèse avancée par certains auteurs<ref name=Guam2009/>{{,}}<ref>{{en}} Ince PG, Codd GA. « Return of the cycad hypothesis - does the amyotrophic lateral sclerosis/parkinsonism dementia complex (ALS/PDC) of Guam have new implications for global health ? » ''Neuropathol Appl Neurobiol''. 2005 Aug; 31(4):345-53. ([https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16008818 Résumé])</ref> mais qui est encore à confirmer (par exemple par [[tracage isotopique]] et/ou par des études épidémiologiques (et [[écoépidémiologique]]s) solides.

== Notes et références ==

{{Références}}

== Voir aussi ==

=== Articles connexes ===

* [[Toxicologie]]
* [[Nostoc]]
* [[Cyanobactérie]]s
* [[Île de Guam]]
* [[Écotoxicologie]]
* [[maladies neurodégénératives]]
* [[Lytico-Bodig disease]]

{{Portail|chimie|médecine}}
{{DEFAULTSORT:methylamino-alanine,2,N,2}}
[[Catégorie:Neurotoxine]]
[[Catégorie:Acide bêta-aminé]]
[[Catégorie:Diamine]]
[[Catégorie:Phytotoxine]]
[[Catégorie:Acide alpha-aminé]]
[[Catégorie:Acide aminé toxique]]