Effets des substituts du bisphénol A à différentes échelles d’organisation biologique chez l’épinoche : des biomarqueurs à la dynamique de population.

Les biomarqueurs sont des outils nécessaires pour établir un diagnostic précoce du risque environnemental. A l’INERIS, le développement et la validation de biomarqueurs chez l’épinoche à trois épines ont permis de disposer d’un ensemble complémentaire d’indicateurs biologiques. Cependant, les principales limitations de ces mesures de biomarqueurs pour l’évaluation de la qualité des écosystèmes sont l’extrapolation des réponses d’une échelle d’organisation biologique à une autre, entre le laboratoire et le terrain, et d’une espèce à une autre (Garric et al. 2010). Plus généralement, la traduction des déficits fonctionnels chez les individus (mesurés en conditions contrôlées au laboratoire ou lors de campagnes de biosurveillance) en effets au niveau des populations est un grand défi pour l'évaluation des dangers et risques écologiques des substances chimiques.

En pratique, un des seuls moyens envisageables pour faire le lien entre les observations expérimentales et l'unité biologique protégée est l'utilisation de modèles mathématiques mécanistiques. Le développement de tels modèles nécessite des données disponibles sur l’ensemble des niveaux biologique à relier : biomarqueurs, traits individuels, et dynamique de population.

Les expériences conduites ces dernières années sur les substituts du bisphénol A (BPS et BPF) chez l’épinoche en laboratoire et en écosystème expérimental (mésocosme), nous fournissent cette base de données nécessaire au développement de ces modèles. En effet, lors de ces expériences, des mesures des biomarqueurs d’effet précoce sur des poissons exposés ont été menées en parallèle du suivi des effets sur leur dynamique de population (individus exposés toute leur vie et naïfs vis-à-vis des substances).

En parallèle des expérimentations menées sur les biomarqueurs chez l’épinoche, le développement d’un ensemble de modèles mathématiques pour intégrer les différentes échelles biologiques et simuler les effets dus aux expositions aux substances chimiques été initié lors des projets Doremipharm (ANSM), EFSA et DIADeM (UE Interreg).

Ainsi, en se basant sur les données expérimentales disponibles et modèles mathématiques en cours de développement, nous proposons de relier les biomarqueurs d’effet précoce, aux effets sur les performances des organismes, et par la suite aux conséquences à long terme pour les populations.

Ce projet de thèse vise donc à analyser les données obtenues sur les bisphénols, à conduire des expériences en conditions contrôlées et à développer des modèles mathématiques afin de relier les expositions, des réponses biologiques précoces (biomarqueurs), des effets sur les traits et performances des organismes, et la viabilité des populations. Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet PARC (Partnership for the Assessment of Risks from Chemicals) et du projet Orion (projet Interreg VI). Ainsi, la démarche proposée devrait améliorer la prise de décision réglementaire pour des substances à toxicité intermédiaire, pour lesquelles l’excès ou l’absence de risque aux concentrations environnementales est difficile à établir uniquement à partir de données produites en laboratoire.

Projet lié : PARC WP5 Activity 5.1.2b