Cette thèse confidentielle public/privé porte sur l’étude des sources biologiques de la palytoxine (PlTX) dont l’identification est nécessaire afin de développer un protocole industriel standardisé permettant d’obtenir des quantités importantes de toxine pour réaliser diverses études. Premièrement, l’activité anticancéreuse in vitro de la PlTX a été évaluée sur des lignées cellulaires cancéreuses humaines et murines. La cytotoxicité de la PlTX est 106 fois plus importante sur les lignées cancéreuses par rapport aux lignées non cancéreuses témoins. La PlTX utilisée a été purifiée à partir d’une espèce encore non décrite de Palythoa, qui a été caractérisée phylogénétiquement et morphologiquement et qui fournit les quantités de PlTX pures les plus élevées à ce jour (2,8 ± 0,45 mg/g de matière fraîche). La localisation de la PlTX dans les tissus de cette espèce a été décrite par des techniques innovantes d’imagerie par spectrométrie de masse MALDI. Deuxièmement, une étude phylogénétique et une quantification de la PlTX par HPLC chez 29 échantillons de Zoantharia a été réalisée. La spectrométrie de masse ESI a permis de donner la structure chimique du type de PlTX purifiée à partir de ces échantillons. La dernière partie présente une étude préliminaire sur la culture ex hospite des endosymbiotes unicellulaires de Palythoa spp. appartenant au genre Symbiodinium afin de tester leur implication dans la synthèse de PlTX. En conclusion, il ressort que la PlTX présente un effet anticancéreux très prometteur. Le moyen le plus efficace actuellement pour obtenir de la PlTX en quantité importante est de l’extraire à partir d’une espèce de Palythoa caractérisée grâce à ce travail. / The work presented in this manuscript is the outcome of a confidential public/private collaboration. It concerns the study of biological sources of PlTX. Their identification is required to develop an industrial-standard protocol in order to obtain sufficient quantity of toxin to perform several studies. In the first part, the in vitro anti-cancer activity of PlTX was evaluated upon several human and murine cancerous cell lines. The cytotoxic activity of PlTX was 106-times more powerful against cancerous lines compared to non-cancerous control lines. The PlTX used in this work was purified from an undescribed species of Palythoa which was characterized based on phylogenetic and morphological analyses. This species produces the highest PlTX levels ever recorded (2.8 ± 0.45 mg/g fresh matter). PlTX localization in tissues of this Palythoa species was also described by innovative MALDI mass spectrometry imaging techniques. The second part presents a phylogenetic study of 29 samples of Zoantharia and quantification of PlTX by HPLC. The ESI-mass spectrometry allowed to characterize the chemical structure of the type of PlTX purified from these samples. The last part of this thesis constitutes a preliminary study on the ex hospite culture of unicellular endosymbionts belonging to the genus Symbiodinium. Ensosymbiont cells were isolated from Palythoa species containing high PlTX concentrations in order to test their implication in PlTX synthesis. In conclusion, PLTX has a very promising anticancer activity, and the best way to obtain large quantities of PlTX is the extraction from a Palythoa species characterized in this work.