Pertinence écologique des biomarqueurs d'immunotoxicité en surveillance environnementale

Ecological relevance of biomarkers of immunotoxicity in environenmental monitoring

• Auteur / Autrice : Adrien Marchand
• Direction : Anne Bado-Nilles, Jean-Marc Porcher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences - STS
• Date : Soutenance le 17/12/2018
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Bado-Nilles, Jean-Marc Porcher, Catherine Mouneyrac, Hélène Thomas-Guyon, Olivier Perceval, Romain Coulaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Mouneyrac, Hélène Thomas-Guyon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Poissons -- Effets de la pollution de l'eau

Pollution de l'eau

Marqueurs biologiques

Écotoxicologie

Mots clés libres

Poissons

Pertinence écologique

Biomarqueurs

Immunité

Valeurs seuils

Thresholds values

Immunity

Biomarkers

Ecological relevance

Fish

Résumé

Ce travail propose d’améliorer les connaissances sur la variabilité naturelle des immunomarqueurs cellulaires innées chez un poisson modèle en écotoxicologie, l’épinoche à trois-épines, Gasterosteus aculeatus. Il a pour but la détermination de valeurs de référence utilisables dans un contexte de biosurveillance passive pour chacun des immunomarqueurs considérés. Ainsi, l’effet de trois facteurs confondants, que sont la période de prélèvement, la taille et le sexe des organismes, a été étudié en conditions contrôlées de laboratoire. Il a été ainsi possible d’obtenir, pour chaque immunomarqueur, un modèle donnant sa valeur moyenne en fonction des trois facteurs confondants, ainsi qu’une plage de valeurs de référence laboratoire. Dans une optique d’utilisation en biosurveillance, il est important de savoir si ce modèle laboratoire peut être utilisé dans d’autres conditions. Dans un second temps, les plages de référence laboratoire ont été confrontées à des données issues de poissons élevés en conditions semi-naturelles (condition mésocosme) et à des données in situ d’un site témoin (condition terrain). Les résultats de cette confrontation ont permis la construction d’un modèle prédictif des variations naturelles des immunomarqueurs dans chaque condition expérimentale. Testées dans un contexte de biosurveillance, l’utilisation des plages de référence terrain a bien montré la capacité de discriminer les sites témoins et contaminés. De plus, cette méthode a favorisé la la détection de faux positifs, induits par une hétérogénéité morphologique des poissons prélevés sur les différents sites, issus des résultats obtenus avec des procédures statistiques classiques.

The natural variability of cellular innate immunomarkers in a model species in ecotoxicology, the three-spined stickleback, Gasterosteus aculeatus was studied in order to determine immunomarker reference values useful for passive biomonitoring Thus, effects of three confounding factors, sampling period, sex, and fish body size, were investigated in controlled laboratory conditions. This first phase enabled the construction of a mathematical model that predicts immunomarker mean values in function of the three considered confounding factors, along with a range of reference values in laboratory conditions. To be used for biomonitoring, it is important to know if the laboratory model is correctly predicting other conditions. Therefore, laboratory reference ranges were compared to data obtained from fish sampled in semi-natural conditions (mesocosm conditions) and fish sampled in natural conditions, in one uncontaminated site (field condition). Results of this comparison allowed to construct a predictive model of the natural variations of immunomarker values in each experimental condition. Tested in a biomonitoring context, the use of field reference range allowed to i) discriminate between contaminated and uncontaminated sites and ii) identify false positives that are due to the morphological heterogeneity of fish sampled in the different sites.