Étude comparative de la réactivité des cellules du système immunitaire (invertébrés et vertébrés) vis-à-vis des pesticides

Comparative study of the reactivity of immune system cells (invertebrates and vertebrates) vis-à-vis emerging pollutants

• Auteur / Autrice : Louise Walderdorff
• Direction : Jaïro Falla-Angel, Philippe Laval-Gilly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écotoxicologie, biodiversité, écosystèmes
• Date : Soutenance le 24/09/2019
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire sols et environnement (Vandoeuvre-les-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Bertsch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jaïro Falla-Angel, Philippe Laval-Gilly, Céline Tarnus, Sophie Achard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Bertsch, Céline Tarnus

Mots clés

Mots clés contrôlés

Insectes pollinisateurs

Néonicotinoïdes

Immunotoxicologie

Mots clés libres

Pesticides

Cellules immunitaire

Immunotoxicité

Néonicotinoïdes

Pollinisateurs

Santé humaine

Pesticides

Immune cells

Immunotoxicity

Neonicotinoids

Pollinators

Human health

Résumé

Les pesticides synthétiques sont de plus en plus utilisés dans la lutte antiparasitaire moderne et dans l'agriculture conventionnelle. Leurs résidus sont fréquemment trouvés dans notre environnement et dans notre alimentation. Le groupe des insecticides les plus couramment utilisés sont les néonicotinoïdes et leurs résidus ont par exemple été trouvés dans les fruits et légumes traités, le pollen et le miel, ainsi que dans l’organisme des abeilles. Même si les concentrations environnementales rencontrées sont plutôt faibles par rapport aux concentrations pour la toxicité aiguë, elles mènent à des effets sublétaux dans l'organisme exposé. Plusieurs études ont montré un affaiblissement de l’effet des néonicotinoïdes sur les pollinisateurs lorsqu'ils sont confrontés à des agents pathogènes. De plus, d'autres pesticides sont liés à plusieurs maladies chez l'homme. Ainsi les pesticides pourraient avoir un impact direct sur le système immunitaire des invertébrés et / ou des vertébrés. Dans les dernières années, un déclin dramatique de pollinisateurs a été rapporté dans le monde entier. De nombreuses hypothèses ont été proposées pour expliquer la cause de cette baisse en mentionnant les agents pathogènes, le changement climatique, la perte de l'habitat et l'exposition aux pesticides. Bien que plusieurs études aient été menées sur les effets des pesticides et l'exposition simultanée des abeilles à des agents pathogènes, seules quelques-unes ont été réalisées en se concentrant sur la réponse spécifique des cellules immunitaires des insectes pollinisateurs comme celles des abeilles et de Drosophila melanogaster. Dans le système immunitaire des invertébrés et vertébrés, les cellules de la réponse primaire ou innée, notamment les cellules phagocytaires, sont comparables du point de vue morphologique et peuvent avoir une réactivité comparable vis-à-vis des polluants de l'environnement. Cette réactivité implique leur mobilité, morbidité ou la production de molécules d'alerte et de défense (cytokines, ROS...), faisant de ces cellules des indicateurs précoces des pollutions environnementales.L'objectif de cette étude est de comparer la cytotoxicité des pesticides et ses métabolites sur les cellules du système immunitaire des invertébrés et des vertébrés.

Synthetic pesticides are increasingly used in modern pest control and in conventional agriculture and thus their residuals can be found frequently in our environment and in our food. The most commonly used group of insecticides are the neonicotinoids and residues of them have been found in treated vegetables and fruits, as well as in honey bees, their pollen, and honey. Even if these encountered environmental concentrations are rather small compared to concentrations for acute toxicity they still lead to sublethal effects in the exposed organism. Several studies showed a weakening effect of neonicotinoids on pollinators when confronted with pathogens and other pesticides are linked to several diseases in human. Thus pesticides might have a direct impact on the immune system of invertebrates and/or vertebrates. In recent years a dramatic decline of pollinators has been reported for the northern hemisphere. Many assumptions have been made on the cause of this decline mentioning pathogens, climate change, habitat loss and pesticide exposure, while there is still no evidence that one of these alone might be the ultimate cause. Although several studies have been conducted on the effect of pesticides and the simultaneous exposure of bees to pathogens only few of these have been concentrating on the actual immune response of pollinating insect immune cells like those of honeybees and of Drosophila melanogaster. Innate immune responses in mammals and insects do show several functional similarities. Cells, especially phagocytes, of these innate immune systems are comparable both in terms of morphology and reactivity towards pathogen recognition. This responsiveness involves mobility, morbidity or production of warning and defense molecules (cytokines, ROS...), making these cells early indicators of environmental pollution. The objective of this PhD is thus to compare the cytotoxicity of pesticides and their metabolites on immune system cells of invertebrates and vertebrates.