Les coraux transforment les produits chimiques de protection solaire en une toxine qui les tue

Image du récif corallien.

Les responsables médicaux ont passé des années à convaincre les gens d’utiliser un écran solaire pour limiter leur exposition aux rayons UV. Mais cet effort a provoqué des réactions négatives, comme cela s’est produit récemment à plusieurs endroits. Interdit l’utilisation de crème solaire par les riverains de la plage. Ces interdictions sont entrées en vigueur après la découverte de niveaux élevés de certains produits chimiques dans les écrans solaires dans les eaux locales, ce qui a été associé à l’état de santé inférieur des récifs coralliens à proximité.

Plusieurs études ont montré qu’un certain ingrédient de protection solaire, un produit chimique appelé oxybenzone, est à l’origine du problème. Mais le mécanisme par lequel l’oxybenzone pourrait nuire aux coraux n’était pas clair. Et sans cette compréhension, il est difficile de dire quels écrans solaires peuvent présenter un risque.

Maintenant, des chercheurs de l’Université de Stanford ont identifié le problème. Les coraux convertissent l’oxybenzone d’un produit chimique qui peut absorber sans danger la lumière UV en un produit chimique qui endommage les molécules biologiques après une exposition aux UV. Et il est prouvé que le blanchissement des coraux aggrave les choses car les coraux sont moins capables de résister à l’exposition.

Cela ne devrait pas être un problème

Au lieu de travailler avec des coraux à croissance lente, les chercheurs ont fait la plupart de leurs travaux sur son parent évolutif, l’anémone. Et ils ont commencé par tester la croissance dans diverses conditions, confirmant que l’oxybenzone était également un problème chez ces organismes. Les anémones en bonne santé exposées à un cycle de lumière jour-nuit incluant la lumière UV ont bien poussé. Mais ajoutez de l’oxybenzone et il a fallu un peu plus de deux semaines pour que toutes les anémones meurent.

Curieusement, cependant, l’oxybenzone sans le cycle jour-nuit n’a pas affecté la survie de l’anémone. Il fallait à la fois des produits chimiques et des rayons UV pour tuer les animaux. Ce résultat n’a pas beaucoup de sens. Nous utilisons l’oxybenzone comme écran solaire car il parvient à dissiper l’énergie du rayonnement UV sans danger. Pourtant, chez ces animaux, les UV ont transformé le produit chimique en un tueur.

Ainsi, les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’oxybenzone n’était pas le tueur. De nombreux produits chimiques, une fois à l’intérieur des cellules, entrent en contact avec des enzymes qui catalysent des réactions avec eux, ce qui donne un produit chimique apparenté mais différent. Dans certains cas, cela est dû au fait que les enzymes sont utilisées pour détoxifier un certain nombre de produits chimiques apparentés. Dans d’autres cas, il s’agit d’un accident causé par deux produits chimiques qui se ressemblent suffisamment. Quelle que soit la cause, le produit chimique qui pénètre dans les cellules peut ne pas être le produit chimique qui modifie le comportement des cellules (c’est souvent le cas avec les médicaments).

Pour voir si c’était le cas ici, les chercheurs ont exposé les anémones à l’oxybenzone pendant 18 heures, les ont mises à la terre et ont recherché les produits chimiques pertinents dans leurs ingrédients. La plupart des produits chimiques qu’ils ont trouvés avaient entraîné du glucose lié à celui-ci.

Dans les tubes à essai, l’oxybenzone ne subit aucune réaction qui semble endommager les biomolécules. Mais une fois que le glucose se lie, la lumière UV amène la forme liée au glucose à modifier chimiquement plusieurs biomolécules. Et il l’a fait de manière catalytique, ce qui signifie qu’aucun glucose-oxybenzone n’a été consommé dans le processus. Cela signifie qu’il n’en faut pas beaucoup pour infliger des dégâts importants.

ça s’empire

Lors de la recherche de dérivés chimiques de l’oxybenzone, les chercheurs ont remarqué que la majeure partie du matériau ne se trouvait pas dans les cellules de l’anémone ; au lieu de cela, il a été trouvé dans des micro-organismes symbiotiques associés à l’anémone. Cette découverte suggérait que, dans une certaine mesure, la présence de symbiotes protégeait les anémones des effets toxiques de l’oxybenzone modifié.

Pour le confirmer, ils se sont tournés vers une espèce de corail qui peut subir un blanchissement, ce qui signifie une perte de symbiotes microbiens. Une fois qu’ils existaient, les symbiotes absorbaient suffisamment de glucose-oxybenzone pour protéger complètement le corail des effets létaux des rayons UV (en fait, tout oxybenzone non modifié offrirait probablement une certaine protection). Mais dans une version blanchie du même corail, le glucose-oxybenzone est à nouveau mortel. Ce résultat augmente le risque que la crème solaire soit particulièrement dangereuse suite à un événement de blanchissement des coraux.

Les chercheurs suggèrent qu’il s’agissait probablement d’un accident majeur. L’enzyme qui ajoute du glucose à ce produit chimique a probablement évolué pour rendre les toxines plus solubles et donc plus faciles à éliminer. Et le fait que l’oxybenzone soit excellent pour absorber la lumière UV en fait un excellent écran solaire et augmente la probabilité d’utiliser cette énergie de manière malheureuse une fois qu’il a été remplacé.

La bonne nouvelle est que maintenant que nous avons identifié le mécanisme à l’œuvre, nous avons de meilleures chances de détecter d’autres produits chimiques pouvant causer des problèmes similaires. Cette connaissance peut nous permettre de concevoir des écrans solaires qui sont moins susceptibles d’avoir ces effets secondaires inattendus.

Sciences, 2022. DOI : 10.1126/science.abn2600 (À propos des DOI).

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