Distribution et élimination de la chlordécone chez les animaux d’élevage – modélisation des processus

Distribution and elimination of chlordecone in farm animals - process modelling

• Auteur / Autrice : Aurore Fourcot
• Direction : Guido Rychen, Cyril Feidt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 16/12/2020
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche animal et fonctionnalités des produits animaux (Vandoeuvre-les-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Nicole Hagen-Picard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guido Rychen, Cyril Feidt, Jaap Van Milgen, Céline Brochot, Moez Sanaa
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nicole Hagen-Picard, Jaap Van Milgen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles PBPK

Teneur en polluants

Tissus (histologie)

Brebis

Porc

Toxicocinétique

Bioaccumulation

Chlordécone

Mots clés libres

Chlordécone

Toxicocinétique

Ruminants

Porc

Modélisation

Chlordecone

Toxicokinetics

Ruminants

Pigs

Modelling

Résumé

L’utilisation de la chlordécone (CLD), un pesticide organochloré utilisé dans les bananeraies des Antilles Françaises de 1972 à 1993, a conduit à une pollution durable des surfaces agricoles. En ingérant des aliments ou des matrices environnementales (sol, eau ou végétaux) contaminés, les animaux sont susceptibles d’être exposés à la CLD. Ces travaux de thèse s’intègrent dans l’objectif de sécurisation des filières animales vis-à-vis du risque CLD. Les objectifs de cette thèse sont (1) d’apporter des connaissances sur les mécanismes de distribution et d’élimination de la CLD chez les animaux d’élevage et (2) de développer des outils d’aide à la décision pour accompagner les filières animales locales. Pour cela, des expérimentations in vivo ont été réalisées chez le porc en croissance et la brebis adulte. Chez le porc, deux expérimentations consistant à suivre les cinétiques d’élimination sérique et fécale suite à une administration intraveineuse en dose unique de CLD ou de CLDOH (chlordécol) ont été réalisées. Des approches non compartimentales et compartimentales ont été utilisées pour estimer les paramètres toxicocinétiques de la CLD et de ses métabolites à partir des cinétiques sériques. Les cinétiques fécales ont permis de caractériser le métabolisme de la CLD et de quantifier son excrétion fécale. Chez la brebis, l’ensemble de ces données toxicocinétiques étant déjà disponibles dans la littérature, l’objectif était de les compléter en caractérisant la distribution de la CLD. Une expérimentation impliquant des abattages sériés pendant une phase de contamination et de décontamination a permis de caractériser la dynamique de distribution de la CLD. Des corrélations de concentrations entre les tissus ont ainsi été établies et des temps de demi-vies tissulaires ont été calculés. Le suivi de la cinétique fécale a également permis de compléter les connaissances sur l’excrétion de la CLD. L’ensemble des résultats toxicocinétiques obtenus chez la brebis ont été utilisés pour développer un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) permettant de prédire les concentrations de CLD dans différents tissus. Ce modèle servira de base pour l’élaboration d’outils d’aide à la décision pour accompagner les filières animales dans les zones contaminées par la CLD. Une étude in vivo est envisagée chez le porc pour caractériser la dynamique de distribution tissulaire et ainsi pouvoir développer des outils similaires à ceux construits chez la brebis.

The use of chlordecone (CLD), an organochlorine pesticide used in the French West Indies banana fields between 1972 and 1993, resulted in a long-term pollution of agricultural areas. Animals may be exposed to CLD by ingesting contaminated food or environmental matrices (soil, water or plants). This PhD project is integrated in the objective of securing animal sectors against CLD risk.The aims of this thesis are (1) to provide knowledge on distribution and elimination mechanisms of CLD in farm animals and (2) to develop decision support tools to assist local animal sectors. To this end, in vivo experiments were performed in adult ewes and growing pigs. In pigs, two experiments consisting of monitoring serum and fecal elimination kinetics following a single intravenous administration of CLD or CLDOH (chlordecol) were performed. Non-compartmental and compartmental approaches were used to estimate toxicokinetic parameters of CLD and its metabolites from serum kinetics. Faecal kinetics were used to characterize metabolism of CLD and to quantify its faecal excretion. In ewes, these toxicokinetic data were already available in literature, so the objective was to complete them by characterizing CLD distribution. An experiment involving sequentially slaughters during contamination and decontamination phases allowed to characterize the distribution dynamics of CLD. Correlations between concentrations in tissues were established and CLD half-lives in tissues were calculated. The monitoring of fecal kinetics provided additional knowledge on CLD excretion. All toxicokinetic results obtained in ewes were used to develop a physiologically based pharmacokinetic (PBPK) model to predict CLD concentrations in various tissues. This model will be used to develop decision support tools to assist animal sectors in CLD contaminated areas. An in vivo study is being considered in pigs to characterize the dynamics of CLD tissue distribution and thus be able to develop similar tools to those developed in ewes.