Analyse de la neurotoxine β-méthylamino-L-alanine (BMAA) et ses isomères dans les lacs et les réservoirs pollués par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse haute résolution.

Abstract

La neurotoxine β-N-méthyl-amino-l-alanine (BMAA) et ses isomères, notamment la N-(2- aminoéthyl glycine) (AEG), la β-amino-N-méthyl alanine (BAMA) et l'acide 2,4- diaminobutyrique (DAB), ont été détectés précédemment dans des échantillons de cyanobactéries. Cependant, il existe des rapports contradictoires concernant leur présence dans les eaux de surface. Dans cette étude, nous avons évalué l'impact de l'acide trichloracétique (TCA 0,1M) sur la détection des isomères de BMAA, par rapport aux protocoles préexistants. Une méthode instrumentale sensible a été utilisée pour l'étude, avec des limites de détection de l'ordre de 5-10 ng L-1. Des meilleures limites de détection plus élevés et des niveaux significativement plus importants (test des rangs signés de Wilcoxon appariés, p < 0,001) d'isomères de BMAA ont été observés dans les échantillons traités par le TCA, avec des augmentations relatives allant jusqu'à +725 % pour l'AEG et +1450 % pour le DAB, et des augmentations de concentration absolue allant jusqu'à +15 000 ng L-1 pour l'AEG et +650 ng L-1 pour le DAB. Nous avons également documenté les tendances de la présence des isomères de BMAA dans plusieurs lacs de différents pays tels que le Brésil, le Canada, la France, le Mexique et le Royaume-Uni. Les données obtenues au cours de cette étude (n = 390 provenant de 45 sites d'échantillonnage) indiquent des détections fréquentes des isomères AEG et DAB, avec des taux de détection de 30 % et 43 % et des niveaux maximums de 19 000 ng L-1 et 1 100 ng L-1, respectivement. En revanche, le BAMA a été trouvé dans moins de 8 % des échantillons d'eau, et la BMAA n'a été trouvée dans aucun échantillon. Ces résultats appuient les analyses des cyanobactéries libres, dans lesquelles la BMAA a souvent été détectée avec des concentrations inférieures de 2 à 4 ordres de grandeur à celles de l'AEG et du DAB. Les mesures saisonnières effectuées dans deux lacs impactés par des efflorescences ont indiqué des corrélations limitées entre les isomères de la BMAA et les microcystines totales ou la chlorophylle-a, ce qui mériterait une étude plus approfondie.

The neurotoxic alkaloid β-N-methyl-amino-l-alanine (BMAA) and related isomers, including N-(2-aminoethyl glycine) (AEG), β-amino-N-methyl alanine (BAMA) and 2,4-diaminobutyric acid (DAB), have been reported previously in cyanobacterial samples. However, there are conflicting reports regarding their occurrence in surface waters. In this study, we evaluated the impact of amending lake water samples with trichloroacetic acid (0.1M TCA) on the detection of BMAA isomers, compared with pre-existing protocols. A sensitive instrumental method was enlisted for the survey, with limits of detection in the range of 5-10 ng L-1. Higher detection limits ans significantly greater levels (paired Wilcoxon’s signed-rank tests, p < 0.001) of BMAA isomers were observed TCA-amended samples (method B) compared to samples without TCA (method A). The overall range of B/A ratios was 0.67-8.25 for AEG (up to +725 %) and 0.69-15.5 for DAB (up to +1450 %), with absolute concentration increases TCA-amended samples up to +15,000 ng L-1 for AEG and +650 ng L-1 for DAB. We also documented the trends in the occurrence of BMAA isomers for a large breadth of field-collected lakes from Brazil, Canada, France, Mexico, and the United Kingdom. Data gathered during this overarching campaign (overall n = 390 within 45 lake sampling sites) indicate frequent detections of AEG and DAB isomers, with detection rates of 30 % and 43 % and maximum levels of 19,000 ng L-1 and 1,100 ng L- 1, respectively. In contrast, BAMA was found in less than 8 % of the water samples, and BMAA not found in any sample. These results support analyses of free-living cyanobacteria, wherein BMAA was often reported at concentrations 2-4 orders of magnitude lower than AEG and DAB. Seasonal measurements conducted at two bloom-impacted lakes indicated limited correlations of BMAA isomers with total microcystins or chlorophyll-a, which deserves further investigation.