Couplage d’approches écotoxicogénomiques chez le copépode estuarien Eurytemora affinis et d’outils bio-analytiques pour l’évaluation du caractère perturbateur endocrinien des contaminants aquatiques : exemple de deux pesticides modèles : le pyriproxyfène et la chlordécone, seuls et en mélange

Study of the predictive potential of molecular biomarkers of endocrine disruption in the estuarine copepod Eurytemora affinis and characterization of endocrine disruption mode of action by using in vitro assays : example of two model pesticide : chlordecone and pyriproxyfen, alone and in mixture

• Auteur / Autrice : Eléna Legrand
• Direction : Joëlle Forget
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
• Date : Soutenance le 03/06/2016
• Etablissement(s) : Le Havre
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : : Normandie Université (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Stress environnementaux et biosurveillance des milieux aquatiques (Reims, Marne ; Le Havre, Seine-Maritime)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Danger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sharon Hook
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Virginie Ducrot, Xavier Moreau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chlordécone

Copépodes

Crustacés

Pesticides -- Toxicologie

Tests de toxicité in vitro

Zooplancton

Marqueurs biologiques

Perturbateurs endocriniens

Protéomique

Mots clés libres

Transcriptomique

Perturbation endocrinienne

Eurytemora affinis

Pyriproxyfène

Eurytemora affinis

Pesticides

Endocrine disruptors

In vitro tests

Copepods

Molecular biomarkers

Résumé

Les écosystèmes aquatiques constituent la destination finale des contaminants. Les organismes aquatiques sont ainsi impactés par un cocktail de molécules, dont les produits phytosanitaires. Le caractère perturbateur endocrinien (PE) de certains d’entre eux est particulièrement préoccupant. La présente étude explore les effets de pesticides modèles à potentiel PE – la chlordécone (CLD) et le pyriproxyfène (PXF), seuls et en mélange – chez le copépode estuarien Eurytemora affinis par des approches écotoxicogénomiques innovantes. En réponse aux PE, l’accent a été porté sur les effets de ces composés sur la reproduction, la croissance ou le développement. En parallèle, l’affinité des pesticides aux récepteurs aux oestrogènes et aux androgènes humains d’une part, et aux ecdystéroïdes d’autre part, a été étudiée grâce à des outils bio analytiques afin d’évaluer la pertinence de l’utilisation du potentiel PE défini par les tests cellulaires comme critère d’exclusion dans la réglementation européenne des pesticides. Ces travaux de thèse présentent, pour la première fois, les transcriptomes et protéomes d’E. affinis après exposition aux PE. Un effet sexe-dépendant a été observé par les deux approches « omics » révélant un plus fort impact des composés sur les copépodes mâles. Des gènes et protéines, impliqués dans le processus de mue et dans la gamétogénèse ont été identifiés comme candidats pour le développement de biomarqueurs moléculaires de PE chez les crustacés. Les tests cellulaires ont permis de mettre en évidence des interactions entre les contaminants et les récepteurs hormonaux. Toutefois, le screening de molécules par les tests YES/YAS/anti-YES/anti-YAS s’est heurté à quelques limites d’interprétations. Enfin, les résultats du test S2 EcR, souligne la pertinence de l'utilisation couplée de tests spécifiques d’un système endocrinien de vertébrés et d’invertébrés dans l’évaluation du risque des composés PE.

Aquatic ecosystems constitute the chemicals’ final destination. Among the xenobiotics, endocrine disruptors (ED) are compounds of major concern. In this context, ED pesticides effects were investigated in the widespread copepod Eurytemora Affinis using ecotoxicogenomics technics. In response to PE pesticides, focus was made on reproduction, growth and development. In order to evaluate the endocrine activity, in vitro tests (YES/YAS/anti-YES/anti-YAS and S2 EcR) were used to screen the compounds alone and in mixtures. These results were discussed to evaluate the “cut off criterion” used in European assessment. This work presents for the first time, transcriptomes and proteomes of E. affinis after PXF and CLD –alone and in binary mixture- exposure. A sex dependent effect was observed by the two “omics” approaches. Male copepods were more impacted by contaminants than female copepods. Genes and proteins (e.g. chitin deacetylase, kelch protein) were identified as candidates for the development of ED molecular biomarkers. In vitro tests highlighted binding of pesticides with both vertebrate and invertebrate receptors. However, a toxicity for the highest concentrations tested and some limits for the interpretation of mixtures results were limiting in YES/YAS/anti-YES/anti-YAS assays. The last observation represents particularly a major concern for interpretation of the ED mode of action of environmental matrix. S2 EcR highlighted some complementary results about the mode of action of chemicals alone and in binary mixtures. These results accentuate the need to combine vertebrate specific test and invertebrate specific test in ED risk assessment.