Le chabot comme espèce modèle pour la mise en oeuvre d’une approche multi-biomarqueurs : interêt de l’immuno-écotoxicologie

European bullhead as sentinel fish species for the implementation of multi-biomarker approach : interest of immuno-ecotoxicology

• Auteur / Autrice : Sabrina Jolly
• Direction : Séverine Paris, Jean-Marc Porcher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écotoxicologie
• Date : Soutenance le 22/09/2011
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne ; 2000-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunotoxicologie

Marqueurs biologiques

Mots clés libres

Cottus

Biosurveillance

Résumé

L’objectif de ce travail était d’évaluer le potentiel du chabot (Cottus sp.) comme espèce sentinelle utilisable pour la surveillance des milieux aquatiques à l’aide d’un ensemble de biomarqueurs. Pour y parvenir, la caractérisation des niveaux de réponses mesurés chez le chabot était réalisée en conditions contrôlées et en contexte terrain à l’aide de biomarqueurs reflétant la métabolisation des xénobiotiques (7-ethoxyrésorufine-O-dééthylase, EROD ; cytochrome P4503A, CYP3A ; glutathion-S-transférase, GST), le stress oxydant (glutathion peroxydase, GPx ; lipoperoxydation, TBARS) et la neurotoxicité (acétylcholinestérase, AChE). Les études de laboratoire ont permis de caractériser les réponses des biomarqueurs sélectionnés à l’aide de substances de références telles que la β-naphtoflavone (βNF), le cuivre et le fénitrothion. Les investigations in situ ont servi à évaluer le pouvoir discriminant des biomarqueurs et à caractériser les profils de réponses dans un contexte de contaminations multiples. Les résultats ont mis en évidence que le chabot pourrait être utilisé dans un contexte de biosurveillance pour mesurer une batterie de biomarqueurs sélectionnés. En effet, les profils de réponses observés permettent une bonne discrimination entre les sites de référence et les sites contaminés. Cependant, les réponses de l’AChE musculaire et des TBARS hépatiques sont difficiles à expliquer.Afin de mieux caractériser l’état de santé des poissons, il est apparu important de compléter cette batterie de biomarqueurs en y incorporant des marqueurs immunitaires à savoir l’activité du lysozyme et l’activité de la flambée oxydative phagocytaire. D’une manière générale, les premiers résultats obtenus au laboratoire et in situ ont montré que les marqueurs immunitaires chez cette espèce sont des paramètres sensibles et inductibles qui contribuent à une meilleure caractérisation de la contamination des milieux et de ses effets. L’étude des immunomarqueurs pourrait in fine permettre de prédire des modifications au niveau populationnel, du fait de la corrélation existante entre activité immunitaire et sensibilité aux pathogènes. Dans un contexte d’approche multi-marqueurs sur le terrain, l’étude du potentiel global des organismes en lien avec l’interaction polluants/pathogènes serait donc une perspective intéressante à développer.

The aim of this work was to evaluate the usefulness of bullhead (Cottus sp.) as a sentinel fish species to assess aquatic environment contamination using a set of biomarkers. In order to reach this objective, the characterization of response levels measured in bullhead was realized in laboratory and field context using biomarkers of xenobiotic metabolisation (7-ethoxyresorufin-O-deethylase, EROD; cytochrome P4503A, CYP3A; glutathione-S-transferase), oxidative stress (glutathione peroxidase, GPx; lipoperoxidation, TBARS) and neurotoxicity (acetylcholinesterase, AChE). Laboratory investigations were performed to characterize variations of biomarker responses with reference substances such as β-naphtoflavone (BNF), copper and fenitrothion. Field investigations aimed to evaluate discriminant power of selected biomarkers and to characterize response profiles in a multi-contamination context. The results showed that the European bullhead could be used in environmental monitoring context to measure a set of selected biomarkers. Indeed, observed response profiles allow a good discrimination between unpolluted streams and contaminated area. However, muscular AChE and hepatic TBARS responses are difficult to explain.To better characterize the health status of fish, it became important to complete this set of biomarker adding immune markers namely lysozyme and oxidative burst activities. Globally, the first results, obtained in laboratory and in situ, have shown that immune markers are sensitive and inductible parameters that contribute to a better characterization of environmental contaminations and their effects. These markers allow a better site discrimination and bring complementary informations to those provided by other biomarkers and more particularly to biotransformation enzymes. In fact, immunomarker analysis could allow, in fine, populational prediction due to link between immune activities and susceptibility to pathogens. In a context of field multiparametric approach, study of global health potential in organism, link with pollutants/pathogens interaction, was an attractive prospect for the future.