Le chabot comme espèce modèle pour évaluer les effets des perturbateurs endocriniens

The european bullhead as a model specie to evaluate the effects of endocrine disruptors

• Auteur / Autrice : Mélanie Villeret
• Direction : Christophe Minier, Stéphane Bétoulle, Wilfried Sanchez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecotoxicologie
• Date : Soutenance le 08/11/2012
• Etablissement(s) : Le Havre
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Jury : Président / Présidente : Vianney Pichereau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Wilfried Sanchez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Kestemont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perturbateurs endocriniens

Androgènes

Marqueurs biologiques

Mots clés libres

Chabot

Cottus sp

Résumé

L’objectif de ce travail était d’évaluer le potentiel du chabot (Cottus sp.) comme espèce modèle pour l’étude des effets des perturbateurs endocriniens (PE) in situ. Pour y parvenir, ce travail a débuté par l’étude de la reproduction des populations sauvages de chabots. En effet, le chabot présentant un mode de reproduction complexe, cette étape nous a semblé être un pré-requis indispensable avant d’envisager l’utilisation de cette espèce en tant qu’indicateur de la contamination par des perturbateurs endocriniens. Cette première étape a permis de confirmer l’existence de deux stratégies reproductives chez les chabots (annuelle ou saisonnière) dans notre zone d’étude inhérente au programme INTERREG et a mis en évidence les facteurs environnementaux qui en sont responsables. Par ailleurs, cette étude a permis la confirmation d’une hypertrophie dans le rein des chabots mâles en période de reproduction et la mise au point d’une méthode histologique permettant de la quantifier : la mesure de l’épaisseur de l’épithélium rénal (KEH). Ce travail a ensuite consisté à caractériser les niveaux de réponses mesurés chez le chabot en conditions contrôlées et en contexte terrain. Les études de laboratoire ont permis de statuer sur l’inductibilité ainsi que la sensibilité et la spécificité de l’hypertrophie rénale à l’aide de substances de références androgéniques ou non androgéniques. Les investigations in situ ont servi à évaluer le pouvoir discriminant de cet indicateur en contexte de pollution environnementale mais également de statuer sur le potentiel du chabot comme espèce modèle pour évaluer les effets des PE à l’aide d’autres marqueurs reflétant la perturbation endocrinnienne. Les résultats ont mis en évidence que l’utilisation de la méthode KEH chez le chabot comme un indicateur d’exposition aux androgènes n’était pas pertinente aussi bien au laboratoire que sur le terrain. En effet, il est apparu être faiblement inductible et moins sensible que ceux déjà disponible chez d’autres espèces. De plus, les profils de réponses observés sur le terrain n’ont pas permis une discrimination des sites de références et des sites contaminés tout comme les réponses des autres marqueurs utilisés. En résumé ce travail démontre le faible potentiel du chabot pour renseigner sur la perturbation endocrinnienne. Les efforts doivent néanmoins se poursuivre pour identifier et caractériser les protéines inductibles par les androgènes responsables des modifications histologiques afin de développer et valider une méthode de dosage quantitative spécifique et sensible utilisable comme biomarqueur d’androgénicité qui permettrait d’envisager l’utilisation du chabot comme espèce sentinelle utilisable pour la surveillance des milieux aquatiques.

The aim of this study was to assess the potential of the European bullhead (Cottus sp.) as a model species for studying the in situ effects of endocrine disruptors compounds (EDCs). To achieve this goal, this work began by studying the reproduction of wild populations of bullheads. In fact, bullheads present a complex mode of reproduction and this step seemed to be an essential prerequisite before considering the use of this species as an indicator of the contamination by endocrine disruptors. This first step confirmed the existence of two reproductive strategies in bullhead (annual or seasonal) in our study area inherent in the program INTERREG and highlighted the environmental factors that are responsible for this phenomenon. Furthermore, this study allows to confirm the hypertrophy in the kidney of male bullhead during the breeding period and to develop a histological method to quantify it : the measurement of the kidney epithelium height (KEH). This work then consisted in characterizing the response levels measured in bullhead in controlled conditions and in the field. Laboratory studies, using androgenic or no androgenic reference substances, have allowed to determine the inducibility, the sensitivity and the specificity of the renal hypertrophy. In situ investigations were used to assess the discriminating power of this indicator but also to decide on the potential of bullhead as a model species to evaluate the effects of EDCs with other markers reflecting endocrine disruption.The results showed that using the KEH method in bullheads as an indicator of exposure to androgens was not relevant for both laboratory and field studies. Indeed, it appeared to be weakly inducible and less sensitive than those already available in other species. Moreover, response profiles observed in the field did not allow to discriminate references and contaminated sites as the responses of others biomarkers used. In summary, this work shows the weak potential of bullhead to provide information on endocrine disruption. Nevertheless, efforts need to continue in order to identify and caracterize the molecular signals responsible for histological changes in order to develop and validate a specific and sensitive quantitative assay which could be used as a biomarker of androgenicity. In this way, bullhead could be considering as a sentinel species for monitoring aquatic.