Academic literature on the topic 'Perturbateurs endocriniens – toxicité'

L’observatoire MeSeine est l’observatoire du milieu naturel développé et exploité par le Syndicat interdépartemental pour l’assainissement de l’agglomération parisienne (Siaap), via sa direction Innovation. Fondé sur la mesure de l’oxygène en Seine au début des années 1990, il a depuis intégré des modalités de surveillance en pointe, incluant depuis quelques années les méthodes basées sur les effets sur le vivant ou bioessais. Ces méthodes permettent d’investiguer les pollutions modernes de l’eau d’une manière novatrice et complémentaire aux méthodes analytiques historiques, qui montrent certaines limites dans ce contexte. Pour autant, ce sont des approches difficiles à appréhender et à interpréter pour les non-spécialistes. Le présent travail expose ainsi les stratégies de conceptualisation et d’appropriation des bioessais par le Siaap pour assurer leur intégration dans l’Observatoire. Les données générées entre 2017 et 2019 via l’implémentation de méthodes de mesure de toxicité générale multi-organismes et de perturbateurs endocriniens in vivo sont mises en lumière au travers des occurrences de détection, de l’intensité des réponses obtenues et des corrélations avec les marqueurs de pressions anthropiques, le long d’un linéaire de Seine et de Marne de plus de 100 kilomètres. Ces méthodes permettent de mettre en évidence les dynamiques d’établissement des impacts biologiques de l’amont vers l’aval, en matière de détections positives, intensités de réponse, mais aussi répartition spatiale ou temporelle selon les sites considérés.

Notre environnement contient de plus en plus de polluants dont les perturbateurs endocriniens (PE), associés à une augmentation de la prévalence de pathologies graves et à l'émergence de nouvelles pathologies. Récemment, une nouvelle pathologie amélaire appelée hypominéralisation des molaires et des incisives (MIH) a été décrite. Cette pathologie, dont l'étiologie est inconnue, est devenue un véritable problème de santé publique avec une prévalence d'environ 18%. L'objectif de ce travail fut de rechercher des relations potentielles entre l'exposition aux PE et le MIH. Pour cela, des rats Wistar ont été exposés à de faibles doses de trois PE, le bisphénol A (BPA), la génistéine et la vinclozoline, seuls ou en association, de la conception jusqu'au sacrifice. 75% des rats traités au BPA seul, présentaient des taches d'hypominéralisation amélaire dont les caractéristiques structurales et biochimiques étaient comparables à celles des dents humaines atteintes par le MIH analysées en parallèle. Ainsi, nous proposons d'utiliser les dents MIH comme biomarqueur précoce d'exposition aux PE agissant comme le BPA. Par ailleurs, nos résultats ont montré que l'action du BPA sur la prolifération des précurseurs améloblastiques et les modulations d'expression de deux gènes cibles clé, l'énaméline et la kallikréine 4, ne semble emprunter qu'en partie la voie œstrogénique suggérant que dans l'épithélium dentaire, le BPA interagit avec d'autres récepteurs que ERα et ERß. La combinaison du BPA avec les deux autres PE impacte apparemment moins l'amélogenèse. Les trois PE étudiés ici modulent chacun différemment l'expression des gènes codant les protéines matricielles amélaires et les protéases spécifiques de l'émail, réduisant l'effet des autres PE. Ceci explique, au moins en partie, l'impact différentiel sur l'émail de substances exogènes hypominéralisantes dont la relation avec le développement de certaines pathologies sera intéressante à étudier dans le futur
Our environment has become increasingly contaminated by pollutants including endocrine disruptor Chemicals (EDCs), associated with an increased prevalence of serious diseases and the emergence of new diseases. Recently, a new dental pathology called molar incisor hypomineralization (MIH) has been described. This pathology, whose etiology is unknown, has become a real public health problem with a prevalence of roughly 18%. The aim of this work was to investigate potential relationships between exposure to EDCs and MIH. For this purpose, Wistar rats were treated from the conception to the sacrifice, with low doses of three EDCs, bisphenol A (BPA), genistein and vinclozolin, alone or in combination. 75% of rats treated with BPA alone have shown enamel hypomineralized spots sharing similar biochemical and structural characteristics with human teeth affected by MIH analyzed in parallel. Thus, we propose to use MIH teeth as an early biomarker o exposure to EDCs acting as BPA. The effects of BPA on pre-ameloblast prolifération and enamelin and klk4 expression seem to use the estrogenic pathway only in part suggesting that BPA could interact with other receptors than ERa and ERp in dental epithelial cells. Each combination of BPA with other EDCs affects specifically the amelogenesis explaining the lower impact of the combination compared with BPA alone. This explains, at least in part, the différentiel impact of exogenous hypomineralizing substances on enamel whose relationship with the development of certain diseases will be interesting to study in the future

Vu le rôle du métabolisme dans la bioactivation ou la détoxication des xénobiotiques, il est indispensable de connaître les capacités de biotransformation de lignées cellulaires MCF7, HepG2 et HC11 utilisées dans l’étude des perturbateurs endocriniens. Elles ont été étudiées vis-à-vis de la génistéine et du bisphénol A (estrogéniques), et de la vinchlozoline (antiandrogénique), et comparées à celles des tranches de foie de rat. Les résultats font apparaître au plan qualitatif une bonne expression des enzymes de conjugaison mais un niveau très faible d’activité de phase I pour MCF7 et HepG2. HC11 semble dépourvue de toute capacité métabolique. Au plan quantitatif les vitesses de biotransformation des substrats s'établissent de la manière suivante : tranches de foie > HepG2 > MCF7 > HC11. Ces différences métaboliques peuvent expliquer pour partie les écarts observés en matière de réponse de ces lignées aux composés agonistes ou antagonistes des récepteurs aux androgènes ou aux estrogènes.

Les perturbateurs endocriniens (PE) font l’objet d’une controverse scientifique à l’heure actuelle car, pour certains scientifiques, ces molécules n’auraient pas de seuil de toxicité et agiraient à de très faibles concentrations. Cette particularité proviendrait du fait que les PE, quelles que soient leurs origines, agissent sur les hormones et leurs récepteurs. A ce titre, ils seraient assujettis aux mêmes règles que les hormones endogènes. Leurs effets à de très faibles doses s’expliqueraient par la sensibilité des récepteurs hormonaux aux faibles fluctuations de concentrations. L’absence de seuil d’effet pour les PE s’expliquerait par différents mécanismes, dont des différences d’affinité suivant la concentration entre substrat et récepteur, qui engendreraient des effets doses non monotones. Un certain nombre de revues remettent en cause ces hypothèses et les observations qui les accompagnent. Elles indiquent notamment le fait que ces données manquent de répétitions, qu’elles sont principalement issues d’études in vitro ou sur des modèles d’organismes en développement et non-nécessairement misent en perspective avec des effets toxiques pour l’organisme. Ainsi ces données ne seraient pas suffisantes pour statuer dans ce débat.Dans ce contexte, afin d’apporter de nouvelles données expérimentales au débat, nous avons cherché à caractériser les effets aux faibles doses d’un PE de référence, le flutamide (FLU), sur l’appareil reproducteur du rat mâle adulte. Pour ce faire, nous avons conduit trois études successives au cours desquelles nous avons exposé des rats Wistar de 7 semaines à une large gamme de doses de FLU. La dose la plus forte est connue pour induire des lésions testiculaires et une atrophie de la prostate. Les autres doses correspondent à la NOAEL définie dans une étude publiée précédemment, et à cette valeur divisée par 10, 100 et 1000, ce qui correspond à des faibles doses selon la définition de l’OMS. Pour chaque étude, chaque groupe était composé de 16 animaux gavés quotidiennement pendant 28 jours. Ces études ont permis d'explorer différents paramètres. Dans le cadre de la caractérisation du mode d'action du flutamide sur le testicule (Exposition --> blocage des récepteurs aux androgènes de l'hypophyse --> augmentation de la LH circulante --> prolifération des cellules de Leydig --> Hyperplasie), nous avons montré que, pour chaque évènement clé, l’effet dose est monotone et qu’il est possible de définir un seuil. Par ailleurs, nous proposons le Pdgfd, un facteur de croissance, comme médiateur de l’effet mitogène de la LH sur les cellules de Leydig.Pour la prostate, le mode d'action du flutamide n’étant pas complètement élucidé à ces niveaux de doses, le travail a été plus exploratoire. Afin d'expliquer, aux niveaux moléculaire et cellulaire, l'origine de la baisse du poids des prostates induites par le flutamide dès 1 mg/kg/j, nous avons exploré trois hypothèses: (1) l'augmentation de l'apoptose, avec un test d'activité des caspases 3 et 9 qui montre une activité supérieure pour le groupe forte dose de 10 mg/kg/j de flutamide, (2) la diminution de la prolifération, avec un marquage ki67 qui ne montre pas de différence entre le groupe témoin et la forte dose, et enfin (3) la baisse de la fonction de sécrétion de la prostate, évaluée par un western blot dirigé contre la probasine qui montre une baisse de sa production. Dans le même temps, nous avons montré, au niveau des transcrits hépatiques (RT-qPCR), que le flutamide exerce un effet-dose monotone sur certaines enzymes impliquées dans le métabolisme des xénobiotiques. En conclusion, dans ce modèle, pour l'ensemble des paramètres explorés, sur le testicule, l’hypophyse, la prostate, le sang et le foie, nous n'avons observé que des effets à seuil et aucun effet non monotone
The dose-response characterization of Endocrine disrupting chemicals (EDCs) toxicity is an on-going debate which is controversial when exploring the nature of the dose-response curve and the effect at the low concentration. A part of the scientific community, suggests these molecules have no toxicity threshold and act at very low concentrations. This assumption stems from the fact that EDCs, whatever their origins, act on hormones and their receptors. As such, they would be subject to the same rules as the endogenous hormones. Effects at very low doses could be explained by the sensitivity of the hormone receptor to small fluctuations in concentrations. The lack of threshold for EDCs may be explained by different mechanisms, including affinity differences according to concentrations between substrate and receptor, which would generate non-monotonic dose-responses. A number of reviews challenge this assumption and the linked observations. They argue that the data are missing replication; they are mainly from in vitro studies or conducted in developing models and not-necessarily associated with toxic effects on the organism. Thus, these data are not sufficient to rule in this debate.In this context, in order to provide new experimental data to this debate, we worked to characterize the effects at low doses of a reference EDCs, flutamide (FLU) on the reproductive system of adult male rats. In that aim, we conducted three successive studies exposing Wistar rats of 7 weeks at a wide range of Flu doses. The highest dose is known to induce testicular damage and atrophy of the prostate gland. Other doses correspond to the defined NOAEL in a study published earlier, and to this value divided by 10, 100 and 1000, corresponding to low doses according to the WHO definition. For each study, each group consisted of 16 animals exposed daily by gavage for 28 days. During characterization of flutamide mode of action on the testis (Exposition -> androgen receptors blocking in the pituitary gland -> increase in circulating LH -> Leydig cells proliferation -> Leydig cells Hyperplasia), we have shown that for every key event, dose-response curve is monotonous and we were able to define a threshold. Furthermore, we suggest that the Pdgfd, a growth factor, mediates the mitogenic effect of LH on Leydig cells.In the prostate gland, the mode of action of flutamide is not completely elucidated at these dose levels, so the work was more exploratory. To explain, at the molecular and cellular levels, the origin of prostate atrophy induced by flutamide from 1 mg/kg/day, we explored three hypotheses: (1) the increase in apoptosis, with a caspases 3 and 9 activity test, which shows a higher activity for the high dosage group of 10 mg/kg/day of flutamide, (2) the decreasing of epithelium proliferation, with Ki67 marker which shows no difference between the control group and the high dose, and finally (3) the decrease in prostate secretory function, assessed by western blot against the Probasin which shows a drop in production.At the same time, we have shown in liver that flutamide has an effect on enzymes involved in the metabolism of xenobiotics with monotonic dose-response.In conclusion, in this model, for all investigated parameters on the testis, pituitary, prostate, blood and liver, we only observed threshold effects and no non-monotonic dose-responses

Depuis plusieurs années, des agents exogènes environnementaux appelés perturbateurs endocriniens (PE), sont soupçonnés d'interférer avec les fonctions essentielles de reproduction et de développement chez de nombreux organismes vivants. Au travers de ce travail, nous avons tenté de combler certaines lacunes afin de mieux comprendre les dangers pour l'Homme posés par ces produits. Des études ont été menées visant à caractériser la toxicité testiculaire, chez le rat adulte, induite par des composés aux mécanismes d'action toxique divers (PE et non PE), ceci dans le but d'établir in fine l'existence ou non d'un comportement propre aux PE. En évaluant les effets de l'anti-androgène flutamide, nous avons identifié des changements d'expression géniques dose-reliés pour les voies métaboliques majeures associées à la lésion du testicule (ex. métabolisme des acides gras), et démontré l'existence d'une "dose sans effet moléculaire" inférieure à la NOAEL définie sur la base des changements phénotypiques adverses. Des études ont également été conduites avec le 1,3-dinitrobenzène, composé décrit dans la littérature comme n'interférant pas avec le système endocrinien et ayant pour cibles les cellules de Sertoli. Nous avons établi qu'en plus d'induire l'apoptose des cellules germinales et d'altérer la progression du cycle cellulaire, cette substance affecte aussi la stéroïdogénèse, remettant quelque peu en question l'origine de sa toxicité. En conclusion, l'ensemble de nos résultats nous ont permis d'apporter des précisions sur le mécanisme d'action toxique des deux molécules examinées et d'identifier des doses sans effet pour chacune d'entre elles. Ils contribuent également au débat portant sur la définition des critères requis pour la détermination des propriétés de PE.

Les formulations de pesticides sont des mélanges contenant des adjuvants appelés diluants inertes et un principe déclaré comme actif. Les herbicides à base de glyphosate, dont le Roundup, sont les pesticides les plus utilisés au monde. La revue de la littérature scientifique montre leur toxicité sur la santé et la reproduction des mammifères en dessous des seuils réglementaires. Les effets à long terme du Roundup ni d’aucun OGM le tolérant (80% des OGM) n’avaient jamais été évalués avant notre étude de 2 ans sur le rat, révélant une incidence accrue des tumeurs mammaires et des déficiences rénales, et une modification de la balance des hormones sexuelles à une dose 10. 000 fois inférieure à la dose journalière admissible du glyphosate. Ces effets s’expliquent par les effets non-linéaires de perturbation endocrine, notamment l’inhibition de l’aromatase mesurée in vitro avec les adjuvants seuls et en formulations sous les seuils de toxicité. Les effets des adjuvants sont également mis en évidence pour 8 des 9 formulations de pesticides testés ici, jusqu’à 1000 fois plus cytotoxiques que leurs principes actifs déclarés. L’inadéquation des seuils réglementaires démontrée ici pourrait s’expliquer en partie par des conflits d’intérêts et des concepts dépassés en toxicologie réglementaire, comme l’évaluation à long terme in vivo du seul principe déclaré comme actif pour les pesticides, l'utilisation des données historiques (des rats contrôles) que nous invalidons ici en révélant la contamination de leur nourriture par des niveaux toxiques de polluants environnementaux ou la non évaluation toxicologique chronique in vivo des OGM
Formulations of pesticides are mixtures containing adjuvants called inerts and a declared active principle. Glyphosate-based herbicides, including Roundup, are the most widely used pesticides worldwide. A review of the scientific literature shows their toxicity for mammals’ health and reproduction below the regulatory thresholds Long term effects of Roundup nor Roundup-tolerant GMOs (80% of the GMOs) had ever been assessed before our 2-year rat feeding study that revealed an increased incidence of mammary tumors, kidney deficiencies, and changes in the balance of the sex hormones at a dose 10,000 times below the acceptable daily intake (of glyphosate). These results may be explained by the non-linear endocrine-disrupting effects, especially due to the inhibition of aromatase observed in vitro with adjuvants alone and in formulations below toxicity thresholds. Adjuvants effects were also evidenced for 8 of 9 formulations of pesticides tested here, up to one thousand times more toxic than their declared active principles. The inadequacy of regulatory thresholds demonstrated in this work may be partly explained by conflicts of interests and outdated concepts in regulatory toxicology, such as the long term in vivo assessment of the only declared active principle for pesticides, the use of historical (controls rats) data that we invalidate here by evidencing the contamination of their diets by toxic levels of environmental pollutants, and the absence of chronic in vivo toxicological assessment of GMOs

L’objectif de ce travail de thèse est d’évaluer le potentiel de nouveaux bio-essais in vitro et in vivo basés sur le poisson zèbre pour la biosurveillance de la contamination chimique de l’eau par les xeno-estrogènes. Pour cela, les bio-essais ont été appliqués pour évaluer les effets de polluants aquatiques environnementaux seuls, mais aussi en mélanges simples (reconstitués) et complexes (échantillons environnementaux). L’évaluation d’échantillons d’eau à travers les bioessais in vitro humain (MELN) et poisson zèbre (ZELH-zfERβ2) a montré des différences qualitatives et quantitatives de réponse, non expliquées par les molécules estrogéniques détectées. Afin de mieux comprendre ces différences, l’activité de polluants aquatiques a été caractérisée sur les différents modèles, individuellement et au sein de mélanges de 2 à 12 polluants, combinant molécules estrogéniques et non estrogéniques pour simuler des situations environnementales.Les résultats obtenus montrent que les bio-essais basés sur le poisson zèbre répondent différemment, et parfois de manière opposée, au modèle humain MELN aux mélanges reconstitués. Ces différences s’expliquent par des sensibilités différentes à certaines molécules entrainant des interactions avec la réponse aux xeno-oestrogènes spécifiques à chaque modèle biologique. Dans son ensemble, ce travail montre que les particularités biologiques de chaque bioessai peuvent influencer la réponse des xeno-estrogènes quand présents au sein de mélange avec d’autres polluants. Ces résultats sont discutés au regard de l’utilisation de bio-essais dans l’évaluation de la contamination chimique des masses d’eau
This PhD thesis aims at assessing the potential of innovative in vitro and in vivo zebrafish based bioassays for biomonitoring of surface water contamination by xeno-estrogens. For this purpose, the bioassays were applied to assess the effect of environmentally relevant surface water pollutants, alone and in simple (artificial) and complex (environmental samples) mixtures. The screening of surface water samples in zebrafish- (ZELH-zfERβ2 cells) and human-based (MELNcells) bioassays revealed qualitative and quantitative differences which could not be entirely explained by the xeno-estrogens identified. To better understand the response of bioassays to complex environmental mixtures, the activity of environmentally relevant surface waterpollutants was characterized across the bioassays, alone and in 2 to 12-component mixtures combining estrogenic and non-estrogenic chemicals to simulate an environmental contamination.The results indicate that zebrafish-based bioassays have a different and even in some cases an opposite response to the simple mixtures compared with the human-based bioassay MELN. These differences are explained by different sensitivity to some pollutants leading to bioassay-specific interactions with estrogen receptor activation. Al together, this work shows that the biological particularities of each bioassay can influence the response to estrogenic chemicals when mixed with other environmental pollutants, opening the discussion regarding their implementation in chemical water biomonitoring

De nombreux xénobiotiques ont été décrits comme perturbateurs endocriniens (PE). Leur impact se manifeste sur les récepteurs des stéroïdes et les protéines de transport mais aussi, au niveau le moins étudié qui fera l’objet de cette thèse, sur la perturbation des enzymes du métabolisme des stéroïdes, comme l’aromatase. Appartenant à la superfamille des cytochromes P450 connus pour métaboliser ces xénobiotiques et maintenant la balance estrogéno-androgénique, l’aromatase représente une cible potentielle et un modèle intéressant. Nous avons démontré le mode d’action de certains pesticides fongicides, insecticides, herbicides, en particuliers le Roundup à base de glyphosate associé notamment aux OGM, et d’autres produits industriels adjuvants, détergents, plastifiants et médicaments, contaminants toutes les formes de l’écosystème. Nos résultats mettent en évidence leurs effets génotoxiques, cytotoxiques dépendants des doses et du temps et PE modulant l’activité de l’aromatase et son niveau transcriptionnel, aux doses sub-agricoles et proches des DJA, sur des cellules placentaires, embryonnaires et ombilicales, humaines. Ces cibles sont impliquées dans la reproduction et la grossesse. Leur action est plus importante en mélange et à plus long terme, indiquant des effets potentialisateurs et synergiques. Donc, l’amélioration de la prévention et de l’homologation sous les réglementations des pesticides et de REACH doivent prendre en compte, on le constate à présent, la durée et la période d’exposition (du fœtus à la personne âgée), mais aussi les effets des adjuvants, des mélanges, du métabolisme, de la bioaccumulation, et les effets retardés dans le temps des faibles doses
Many xenobiotics are described as endocrine disruptors. Their impact appears not only at the steroid receptors and transport proteins levels, but also at the less studied level, which will be the subject of this thesis on the disruption of the enzymes implied in the steroid metabolism, like the aromatase complex. This crucial steroidogenic enzyme which catalyzes the irreversible conversion of the androgens into estrogens represents a potential target and an interesting model. It belongs to the P450 cytochromes super family known to metabolize xenobiotics and to maintain the estrogen-androgenic balance. We showed the mode of action of various pesticides like fungicides, insecticides, herbicides, as well as Roundup which is a glyphosate-based pesticide associated with most cultivated GMOs, and other industrial products such as detergents, additives, plasticizers and drugs which are contaminants of all ecosystem forms. Our results highlight their genotoxic effects, and time and dose dependant cytotoxicity, and endocrine disruption of aromatase activity also at the transcriptional level, at sub-agricultural and ADI doses, on placental, embryonic and umbilical human cells. These targets are implied in the reproduction and the pregnancy. Their action is more important in mixtures and on a long run demonstrating some enhanced and synergistic effects. Therefore, the improvement of the prevention and the homologation of pesticides and of the REACH program must take into account the length and the period of exposition (from the fetus to the adult), but also the effects of adjuvants, mixtures, metabolism, bio-accumulation, and time-delayed effects of low doses

Les polluants, dont les xénobiotiques, sont très présents dans l’environnement et les organismes vivants ; ils perturbent en particulier les fonctions de reproduction. Métabolisés et détoxifiés en grande partie par le foie, les mécanismes d’intoxication et de détoxification sont ici détaillés en introduction, explicitant le rôle des gènes nouvellement impliqués. Notre principal exemple expérimental étudie les herbicides à base de glyphosate (Roundup) sur des cellules humaines, car ils sont les herbicides les plus utilisés dans le monde. Leurs résidus (glyphosate, AMPA) sont des contaminants majeurs des rivières. De plus, leur utilisation sur 80% des OGM agricoles les fait entrer dans la chaîne alimentaire. Nous avons réalisé 3 articles scientifiques. Tout d’abord, les mécanismes toxiques à partir de très basses dilutions (100. 000) en 72h, selon le temps et la dose, sont élucidés sur des cellules embryonnaires (E293) et placentaires (JEG3). Ensuite, les effets perturbateurs endocriniens de 4 Roundup sont caractérisés sur les récepteurs aux androgènes, aux estrogènes, et l’aromatase, sur des cellules transfectées ou non. Le potentiel génotoxique est également démontré. Certains Roundup pourraient être in vivo des cancérogènes, mutagènes, reprotoxiques (CMR). Des extraits spécifiques de plantes en mélanges dosés (Dig1, le plus étudié, mais aussi Dig2, Circ1, Sp1, Uro1, de Sevene Pharma) sont capables de prévenir l’intoxication des cellules hépatiques (HepG2 et Hep3B), et cette partie valorise nos résultats en expliquant la détoxification au moins en partie. D’autant que des médicaments à base de certains de ces composés ont été mis sur le marché dès 2008 par Sevene Pharma
Pollutants, like xenobiotics, are very present in the environment and living organisms, and some are able to disrupt in particular reproductive functions. Largely metabolized and detoxified by the liver, the mechanisms of intoxication and detoxification are detailed here in the introduction, explaining the role of newly involved genes. Our main experimental example studies the glyphosate-based herbicides (Roundup) on human cells, because they are the most commonly used herbicides in the world. Their residues (glyphosate, AMPA) are major contaminants of rivers. Moreover, because they are used on 80% of agricultural GMOs, they enter the food chain. We performed 3 scientific articles. First, their toxic mechanisms are elucidated on embryonic (E293) and placental (JEG3) cells at very low dilutions (100. 000) in 72 hours, depending on the time and dose. Then, the endocrine disrupting effects of 4 Roundup are characterized on the androgen and estrogen receptors, and aromatase, in cells transfected or not. Their genotoxic potential was also demonstrated. Some Roundup may be carcinogens, mutagens, reprotoxic (CMR) in vivo. Specific plant extracts in dosed mixtures (Dig1, the most studied, but also Dig2, Circ1, Sp1, Uro1 of Sevene Pharma) are able to prevent the intoxication of liver cells (HepG2 and Hep3B), and this complete our results in explaining the detoxification at least in part. This is true especially because drugs based on some of these compounds have been marketed since 2008 by Sevene Pharma

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

Les méthodes actuellement disponibles pour la surveillance de la qualité du milieu se réfèrent au suivi de composés définis par les réglementations et ne permettent pas d’appréhender l’(éco)toxicité réelle de tous les composés présents dans l’environnement (e.g. composés inconnus, produits de transformation, effets de mélange…). Dans ce contexte, une méthode d’analyse pluridisciplinaire intégrative, l’analyse dirigée par l’effet (EDA), a été développée. Cette approche bio-analytique vise à établir un lien de causalité entre une exposition aux contaminants et l’effet biologique observé. La démarche est basée sur la simplification séquentielle d’un échantillon guidée par les bio-essais afin d’individualiser puis identifier, par des techniques analytiques chimiques performantes, les composés biologiquement actifs. Les objectifs de cette thèse ont porté sur (1) le développement et la validation d’une méthodologie, allant du pré-traitement jusqu’au fractionnement, adaptée à différentes matrices environnementales ; (2) la mise en place d’une stratégie d’identification moléculaire par spectrométrie de masse haute résolution ; (3) l’application de la démarche EDA à plusieurs échantillons afin d’illustrer l’adaptabilité et l’apport d’une telle méthode à des problématiques environnementales. Ces travaux de thèse permettent de disposer aujourd’hui d’une démarche bio-analytique complète de la préparation d’échantillon à l’identification de molécules, et adaptée à tous types d’échantillons. Les différentes études environnementales réalisées au cours de ces travaux ont permis, entre autre, d’établir une liste de composés diverses non recherchés pouvant représenter un risque pour l’environnement
To date, environmental risk assessment is based on targeted chemical analyses. These analyses allow the detection of known active compounds and this preselected set does not often explain the observed toxic effects in complex environmental samples (e.g. unknown compounds, transformation product, cocktail effect...). For an integrative contamination assessment, a multidisciplinary approach, Effect-Directed Analysis (EDA) was developed. This approach combining biological tools and chemical analyses allows determining active compounds and identitying them in such environmental complex mixtures. EDA aims at the establishment of cause-effect relationships by sequential reduction of the complexity of environmental mixtures, eventually to individual toxicants. The aims of this thesis were (1) to develop and to validate the EDA-based strategy on various environmental complex samples; (2) to set up an identification strategy for identifying non targeted or unknown molecules using high resolution mass spectrometry; (3) to prove the usefulness of EDA approach for the identification of active compounds in environnemental complex samples. This thesis work provides to a complet bio-analytical approach from the preparation step of samples to the identification of molecules. The potential of this tool was fully confirmed on various environmental studies. These investigations allowed establishing a list of non-target compounds which can represent a risk for the environment