Les substances les plus toxiques connues ne sortent pas d’un laboratoire de chimie. Ce sont des protéines fabriquées par des bactéries : les toxines botulique et tétanique. Dans leurs tables de toxicité publiées en 2019 dans la revue Toxins, les chercheurs Ornella Rossetto et Cesare Montecucco les décrivent comme « les substances les plus toxiques connues ». L’Organisation mondiale de la santé (OMS) range de son côté les toxines botuliques parmi les substances les plus létales connues. Paradoxe de ce record : l’une d’elles est aussi devenue un médicament.
Comment compare-t-on la toxicité de deux substances ?
Avec un repère appelé DL50, pour « dose létale 50 ». Le Centre canadien d’hygiène et de sécurité au travail la définit comme la quantité d’une substance, administrée en une seule fois, qui provoque la mort de la moitié d’un groupe d’animaux de laboratoire. Elle mesure donc la toxicité aiguë, c’est-à-dire le pouvoir d’empoisonnement à court terme.
Le test a été mis au point en 1927 par le pharmacologue J. W. Trevan, pour comparer la puissance des médicaments de l’époque. Choisir la mort comme repère commun permettait de comparer des produits qui n’agissent pas de la même façon. La règle de lecture est simple : plus la DL50 est petite, plus la substance est toxique.
Un classement des poisons se lit à l’envers : la substance la plus toxique est celle dont la DL50 est la plus faible.
Quelle est la substance la plus toxique connue ?
Ce sont les toxines produites par deux bactéries. La première, Clostridium botulinum, fabrique ses toxines dans des milieux pauvres en oxygène, selon l’OMS, qui en distingue sept formes, nommées de A à G. La seconde est la bactérie du tétanos, Clostridium tetani. Les deux toxines sont des neurotoxines : elles s’attaquent aux nerfs.
Rossetto et Montecucco expliquent leur toxicité extrême par deux propriétés réunies. Elles visent les cellules nerveuses avec une grande précision, et elles agissent comme des ciseaux moléculaires qui découpent des protéines indispensables au fonctionnement des nerfs. Les mêmes auteurs rappellent qu’on connaît aujourd’hui de nombreuses nouvelles toxines botuliques, qui ne sont pas toutes aussi toxiques.
Le record de toxicité appartient au vivant : à deux protéines fabriquées par des bactéries.
Pourquoi dit-on que c’est la dose qui fait le poison ?
La formule remonte au médecin Paracelse (1493-1541). Selon une revue d’histoire de la toxicologie publiée en 2018 dans Toxicology Reports, il a été le premier à affirmer que la dose est le facteur le plus important pour définir la toxicité d’une substance. Sa phrase originale, en allemand, dit : « Alle Dinge sind Gift und nichts ist ohne Gift, allein die Dosis macht es, dass ein Ding kein Gift ist », soit « toutes les choses sont poison et rien n’est sans poison ; seule la dose fait qu’une chose n’est pas un poison ». Elle a été résumée en « c’est la dose qui fait le poison ».
La même revue précise l’idée : un médicament peut devenir nocif à forte dose, et une substance réputée toxique peut être moins nocive, voire utile, à faible dose. La toxine botulique en est l’exemple le plus frappant. L’OMS indique que les traitements au Botox utilisent une toxine de type A purifiée et très diluée, et Rossetto et Montecucco rappellent qu’elle sert à soigner plusieurs troubles liés à des nerfs trop actifs.
Aucune substance n’est un poison en soi : tout dépend de la quantité.
Quelles toxines naturelles sont les plus redoutées ?
Plusieurs toxines naturelles ont acquis une réputation mondiale. Les sources consultées ne les classent pas entre elles sur une échelle unique ; nous les présentons donc sans rang.
La batrachotoxine est celle des grenouilles du genre Phyllobates, en Colombie. Selon une synthèse publiée en 2021 dans le Journal of General Physiology par Roberto Márquez, de l’université de Chicago, on la trouve aussi chez des oiseaux de Nouvelle-Guinée (genres Pitohui et Ifrita) et chez des coléoptères du genre Choresine. Ni ces grenouilles ni ces oiseaux ne savent la fabriquer : ils la tirent de leur alimentation et la stockent dans des glandes de la peau. Elle agit sur les canaux par lesquels passe le sodium dans les cellules nerveuses et les empêche de transmettre leurs signaux. Comment ces animaux résistent à leur propre poison reste une question ouverte.
La tétrodotoxine est associée au poisson-globe. Selon une revue publiée en 2011 par Noguchi, Onuki et Arakawa, elle est produite à l’origine par des bactéries marines, et les poissons-globes la reçoivent par la chaîne alimentaire. On la trouve aussi chez des tritons et des grenouilles. Elle bloque elle aussi les canaux à sodium des nerfs et des muscles.
La ricine, enfin, est une toxine végétale : selon les Centres pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC) américains, c’est un poison présent naturellement dans les graines de ricin.
Les grands poisons naturels ont un point commun : ils bloquent la transmission des signaux nerveux.
Pourquoi n’existe-t-il pas de classement unique des poisons ?
Parce que la DL50 dépend des conditions du test. Rossetto et Montecucco rappellent que la toxicité des toxines bactériennes a été mesurée sur des animaux de laboratoire, le plus souvent des souris, et que leurs propres tables rassemblent des valeurs très différentes selon l’espèce testée et la façon dont la toxine entre dans l’organisme.
Le Centre canadien d’hygiène et de sécurité au travail ajoute deux limites. La DL50 ne dit rien des effets d’une exposition prolongée, et elle ignore les effets graves qui ne vont pas jusqu’à la mort. Ce n’est qu’une source d’information parmi d’autres sur la toxicité.
Un poison n’a pas une toxicité, mais une toxicité pour une espèce, dans des conditions données.
Le classement en bref
| Substance | Origine | Ce qu’en disent les sources |
|---|---|---|
| Toxines botuliques (types A à G) | bactérie Clostridium botulinum | « les substances les plus toxiques connues » avec la toxine tétanique (Rossetto et Montecucco, 2019) ; parmi les plus létales connues (OMS) ; le type A est aussi un médicament |
| Toxine tétanique | bactérie Clostridium tetani | « les substances les plus toxiques connues » avec les toxines botuliques (Rossetto et Montecucco, 2019) |
| Batrachotoxine | alimentation de grenouilles Phyllobates, d’oiseaux et de coléoptères | bloque les canaux à sodium des nerfs (Márquez, 2021) |
| Tétrodotoxine | bactéries marines, puis poissons-globes par la chaîne alimentaire ; présente aussi chez des tritons et des grenouilles | bloque les canaux à sodium des nerfs et des muscles (Noguchi et al., 2011) |
| Ricine | graines de ricin | poison présent naturellement dans la plante (CDC) |
Seules les deux toxines bactériennes portent explicitement, dans nos sources, le titre de substances les plus toxiques connues ; les autres sont présentées sans rang.
Le haut du classement appartient aux bactéries, loin devant les grenouilles et les poissons les plus redoutés.
À retenir
- Les toxines botulique et tétanique, fabriquées par des bactéries, sont décrites comme les substances les plus toxiques connues.
- On compare la toxicité aiguë avec la DL50 : plus elle est faible, plus la substance est toxique.
- La DL50 change selon l’espèce testée et les conditions du test : il n’existe pas de classement unique.
- « C’est la dose qui fait le poison » : la toxine botulique, très diluée et purifiée, est aussi un médicament.
- Les grenouilles à batrachotoxine et les poissons-globes ne fabriquent pas leur poison : ils le tirent de leur alimentation.
En cas d’exposition à un produit ou d’intoxication supposée, la seule bonne démarche est d’appeler un centre antipoison.
Le poison le plus redoutable de la planète tient dans une protéine de bactérie, et la médecine a appris à s’en servir : Paracelse n’aurait pas trouvé meilleur exemple.
Sources
- Organisation mondiale de la santé, aide-mémoire « Botulisme » (sept formes de toxine, toxines parmi les substances les plus létales connues, Botox à base de toxine de type A purifiée et diluée).
- Rossetto O. et Montecucco C., « Tables of Toxicity of Botulinum and Tetanus Neurotoxins », Toxins, 2019 (texte intégral).
- Centre canadien d’hygiène et de sécurité au travail, fiche « Ce qu’il faut savoir sur les valeurs DL50 et CL50 » (définition, test de Trevan en 1927, limites).
- Tsatsakis A. M., Vassilopoulou L., Kovatsi L. et al., « The dose response principle from philosophy to modern toxicology: The impact of ancient philosophy and medicine in modern toxicology science », Toxicology Reports, vol. 5, 2018.
- Márquez R., « How do batrachotoxin-bearing frogs and birds avoid self intoxication? », The Journal of General Physiology, vol. 153, 2021.
- Noguchi T., Onuki K., Arakawa O., « Tetrodotoxin poisoning due to pufferfish and gastropods, and their intoxication mechanism », ISRN Toxicology, 2011.
- Centres pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC), page « Facts About Ricin ».
- Centres antipoison français, site officiel (renvoi en cas d’exposition).
