Impact d'une pollution marine par des résidus psychotropes sur la maturation précoce du cerveau et des comportements chez la seiche

• Auteur / Autrice : Flavie Bidel
• Direction : Cécile Bellanger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, biologie des organismes et des populations
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe mémoire et plasticité comportementale (Caen2008-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Caen. UFR des sciences pharmaceutiques (....-2016)
• Jury : Président / Présidente : François Sichel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cécile Bellanger, François Sichel, Marie-Laure Bégout Anras, Olivier Kah, Alex Ford, Christelle Jozet-Alves
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marie-Laure Bégout Anras, Olivier Kah

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cultures primaires

Développement neurologique

Neurochimie

Éthologie

Écotoxicologie

Seiches

Antidépresseurs

Résumé

Le développement embryonnaire et post-embryonnaire de la seiche Sepia officinalis (un mollusque céphalopode) se déroule en eaux côtières, un environnement soumis à des pressions anthropiques considérables, notamment via les rejets de xénobiotiques. Ce travail de thèse s’est intéressé plus particulièrement aux effets d’une exposition à des antidépresseurs sur le développement de la seiche. Les deux antidépresseurs étudiés sont couramment détectés dans l’environnement et connus pour avoir une action sur le système sérotoninergique : la fluoxétine et la venlafaxine. Ce travail de thèse a révélé qu’une exposition pré- et/ou post-embryonnaire à des concentrations environnementales de ces deux antidépresseurs induit un nombre important d’effets sublétaux. Ces effets concernent trois grands systèmes physiologiques : les systèmes immunitaire, digestif et nerveux. Parallèlement, des modifications, souvent transitoires, des comportements prédateur et/ou défensif ont pu être observées. Ces changements s’accompagnent de modifications au niveau de systèmes de neurotransmission suggérant un profond bouleversement neurochimique. Plus globalement, ces études mettent en évidence, et ce, pour les deux molécules, l’existence d’une relation complexe entre modes d’action, temps d’exposition et dose. Par ailleurs, nos résultats apportent les premières preuves d’effets induits par ces antidépresseurs à des concentrations environnementales sur le neuro-développement d’une espèce non-cible. D’autre part, ce travail a permis de valider et/ou développer des outils pour la mesure de composés neurochimiques au sein du système nerveux central de la seiche juvénile ainsi que de poser les bases d’un protocole de culture primaire de cellules nerveuses. Ce dernier, en tant que modèle in vitro, pourra être utilisé à des fins de screening pour les molécules à visée neurotoxique.

Embryonic and early postembryonic development of the cuttlefish Sepia officinalis (a cephalopod mollusc) occurs in coastal waters, an environment subject to considerable anthropic pressure, especially due to the discharge of xenobiotics. This PhD thesis has focused on the effects of antidepressant exposure on the development of cuttlefish. The two antidepressants studied, fluoxetine and venlafaxine, are commonly detected in the environment and known to have an effect on the serotonergic system. This thesis revealed that pre- and/or post-embryonic exposure to environmentally-relevant concentrations of these antidepressants induces a wide range of sublethal alterations in three major physiological systems: the immune, digestive and nervous systems. Meanwhile, changes, often transient, in predatory and/or defensive behaviors were also observed. These changes are accompanied by a modulation of the neurotransmitter systems, which suggests a profound neurochemical upheaval. Overall, these studies have revealed, for both molecules, the existence of a complex relationship between mode of action, exposure time and dosage. Furthermore, our results provide the first evidence of potential neurodevelopmental effects of these antidepressants at environmental concentrations in a non-target species. In addition, this work has helped to validate and develop tools for measuring neurochemical compounds in the central nervous system of juvenile cuttlefish and to lay the foundations of a protocol for primary neuronal cell culture. The latter may be used as an in vitro model in which to screen for neurotoxic molecules.