Toxicité environnementale et écotoxicité de nanotubes de carbone chez des diatomées benthiques : de la cellule au biofilm

Environmental toxicity and ecotoxicity of carbon nanotubes in benthic diatoms : from cell to biofilm

• Auteur / Autrice : Laurent Verneuil
• Direction : Eric Pinelli, Jérôme Silvestre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie Fonctionnelle
• Date : Soutenance le 09/01/2015
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Écologie fonctionnelle et environnement (Toulouse ; 2007-2023)

Mots clés

Mots clés libres

Nanotubes de carbone double-Paroi

Nanotubes de carbone multi-Parois

Matière organique naturelle

Substances polymériques extracellulaires

Biofilms

Génotoxicité

Tératogénicité

Ecotoxicologie

Toxicologie environnementale

Microscopie

Matière organique naturelle

Substances polymériques extracellulaires

Double wall carbon nanotubes

Multi-Walled carbon nanotubes

Natural organic matter

Extracellular polymeric substances

Biofilms

Genotoxicity

Teratogenicity

Ecotoxicology

Environmental toxicology

Microscopy

Résumé

Différents effets de nanotubes de carbone (NTC) sur des diatomées benthiques ont été évalués via des approches microscopiques et biochimiques. Il a été montré que la structure du frustule, paroi silicifiée propre aux diatomées, est déterminante sur l'entrée ou non des NTC dans les cellules. Une internalisation des NTC dans la cellule a conduit à des effets génotoxiques et tératogènes. L'interaction des NTC avec les substances polymériques extracellulaires (SPE) produites par les diatomées a aussi été évaluée. Les SPE ont favorisé l'agglomération des NTC entre eux, ainsi que leur isolement physico-chimique vis-à-vis des diatomées. Une réponse des diatomées à la présence des NTC par la surproduction de SPE explique partiellement le retard de croissance observé. De plus, Des interactions entre SPE et NTC, majoritairement hydrophobes, ont été révélées. Ces interactions ont permis de réduire considérablement les effets des NTC sur les diatomées au cours du temps.

Various effects of carbon nanotubes (CNTs) on benthic diatoms were assessed via microscopic and biochemical approaches. It has been shown that the structure of the specific to diatoms silicified frustule has a key role in the entry or not of CNTs into the cells. Moreover, Internalization of CNTs in the cell led to genotoxic and teratogenic effects. The interaction of the CNTs with the extracellular polymeric substances (EPS) produced by diatoms was also evaluated. EPS favored agglomeration of CNTs between them as well as their physico-chemical isolation for diatoms. A response of diatoms in the presence of CNTs by the overproduction of EPS partially explains the observed growth retardation. In addition, interactions between the EPS and CNTs, mainly hydrophobic, have been revealed. These interactions significantly reduced the effects of CNTs in diatoms over time.