Les neurotoxines botuliques (BoNTs, 7 sérotypes, A-G) sont des protéines produites par des bactéries du genreClostridium. Les BoNTs sont associées à des protéines non toxiques et forment un complexe appelé toxine botulique. Les BoNTs inhibent spécifiquement la libération vésiculaire de neurotransmetteur. Leur mécanisme d’action cellulaire comprend plusieurs étapes : après leur liaisonvialeur chaîne lourde à des récepteurs neuronaux comprenant un ganglioside et une protéine vésiculaire (SV2 pour la BoNT de type A et synaptotagmine pour la BoNT/B), les BoNTs sont internalisées dans les terminaisons nerveuses par endocytose. L’acidification de la vésicule de capture entraîne la translocation de la chaîne légère de BoNT dans le cytoplasme neuronal. La chaîne légère de BoNT est une métalloprotéase à zinc qui, selon le toxinotype, clive l’une ou deux des protéines VAMP/synaptobrévine, SNAP25 ou syntaxine. Comme ces trios protéines interviennent dans le processus de fusion des vésicules synaptiques avec la membrane plasmique, leur clivage provoque l’inhibition de l’exocytose d’acétylcholine. La durée du blocage de la neurotransmission dépend essentiellement de la rémanence de la chaîne légère de la neurotoxine dans les terminaisons nerveuses. La mise en place temporaire de nouvelles terminaisons nerveuses — qui sont rétractées après que la plaque motrice d’origine a retrouvé sa pleine fonctionnalité — peut provoquer une récupération fonctionnelle anticipée.