Maitotoxins (MTXs) are among the most potent toxins known. These toxins are produced by epi-benthic dinoflagellates of the genera Gambierdiscus and Fukuyoa and may play a role in causing the symptoms associated with Ciguatera Fish Poisoning. A recent survey revealed that, of the species tested, the newly described species from the Canary Islands, G. excentricus, is one of the most maitotoxic. The goal of the present study was to characterize MTX-related compounds produced by this species. Initially, lysates of cells from two Canary Island G. excentricus strains VGO791 and VGO792 were partially purified by (i) liquid-liquid partitioning between dichloromethane and aqueous methanol followed by (ii) size-exclusion chromatography. Fractions from chromatographic separation were screened for MTX toxicity using both the neuroblastoma neuro-2a (N2a) cytotoxicity and Ca²⁺ flux functional assays. Fractions containing MTX activity were analyzed using liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) to pinpoint potential MTX analogs. Subsequent non-targeted HRMS analysis permitted the identification of a novel MTX analog, maitotoxin-4 (MTX4, accurate mono-isotopic mass of 3292.4860 Da, as free acid form) in the most toxic fractions. HRMS/MS spectra of MTX4 as well as of MTX are presented. In addition, crude methanolic extracts of five other strains of G. excentricus and 37 other strains representing one Fukuyoa species and ten species, one ribotype and one undetermined strain/species of Gambierdiscus were screened for the presence of MTXs using low resolution tandem mass spectrometry (LRMS/MS). This targeted analysis indicated the original maitotoxin (MTX) was only present in one strain (G. australes S080911_1). Putative maitotoxin-2 (p-MTX2) and maitotoxin-3 (p-MTX3) were identified in several other species, but confirmation was not possible because of the lack of reference material. Maitotoxin-4 was detected in all seven strains of G. excentricus examined, independently of their origin (Brazil, Canary Islands and Caribbean), and not detected in any other species. MTX4 may therefore serve as a biomarker for the highly toxic G. excentricus in the Atlantic area.

Les dinoflagellés epi-benthiques Gambierdiscus et Fukuyoa produisent les ciguatoxines (CTXs) et les maïtotoxines (MTXs), qui sont parmi les toxines marines les plus puissantes connues. Les CTXs sont bioaccumulées et bio-transformées le long de la chaîne alimentaire marine et provoquent la ciguatéra, l'intoxication alimentaire non bactérienne la plus commune au monde. Récemment, la ciguatéra a été rapporté dans des zones non endémiques, notamment les îles Canaries, et un grand nombre d'espèces a été découvert au sein de ces genres. Peu de données sont disponibles sur la toxicité relative entre les différentes espèces et sur les congénères de toxines produits par ces dinoflagellés, en particulier par des souches en dehors de l'océan Pacifique. Plusieurs souches de Gambierdiscus et Fukuyoa ont été examinées pour leur cigua- et maïto-toxicité via les tests neuro-2a et hémolytique, respectivement. G. excentricus a montré une forte toxicité et deux souches des îles Canaries ont été sélectionnées pour la purification des toxines via une approche de fractionnement bioguidé. L'analyse non-ciblée de spectrométrie de masse (SM) à haute résolution a permis la découverte d'un nouveau congénère de MTX, la maïtotoxine-4 (MTX4). La SM à basse résolution de plusieurs souches de Gambierdiscus et Fukuyoa n’a révélé la présence de MTX4 que dans G. excentricus, y compris des souches provenant des îles Canaries, du Brésil et du Golfe du Mexique. La MTX4 pourrait donc servir de biomarqueur pour l’espèce hautement toxique G. excentricus. Les travaux futurs porteront sur l'isolement et l'élucidation de la structure de la MTX4 et l'identification des congénères de CTX produits par G. excentricus.