Développement de l'approche EDA : optimisation de la méthodologie et application à la caractérisation de perturbateurs endocriniens (PE) dans les eaux de surface

Début
octobre 2018
Directeur(s) de thèse Hélène Budzinski, UMR-EPOC, Université de Bordeaux/CNRS
Encadrant(s)
François LESTREMAU, INERIS, Unité Méthodes & développements en analyses pour l'environnement
Résumé

L’intégration des bioessais au sein de stratégies bio-analytiques, en combinaison avec des méthodes d’échantillonnage, d’extraction et d’analyses chimiques, est pertinente pour caractériser et surveiller les contaminations chimiques des milieux aquatiques.  De nombreux contaminants environnementaux sont des perturbateurs endocriniens (PE) via leur capacité à interagir avec les récepteurs hormonaux (e.g. récepteurs des estrogènes) et à altérer les processus physiologiques régulés par ces hormones, comme le développement ou la reproduction. L’utilisation de bioessais in vitro basés sur ce mécanisme d’action permet une détection sensible et quantitative (i.e. en équivalents-toxiques ou TEQ) de l’ensemble des PE (i.e. connus et inconnus) présents au sein d’un échantillon complexe. Pour identifier les molécules responsables des activités détectées par les bioessais, l’approche EDA (effect-directed analysis) consiste à fractionner le mélange complexe pour isoler les composés actifs et ainsi faciliter leur identification chimique (e.g. par spectrométrie de masse haute résolution). Si ces approches ont déjà prouvé leur efficacité pour identifier des PE dans différentes matrices (eaux, sédiments, biote), la grande majorité des études se base sur des bioessais exprimant des récepteurs humains, sans considérer de possible différences inter-espèces, notamment vis-à-vis des organismes aquatiques. Du point de vue technique, la démarche EDA reste une méthodologie relativement lourde à mettre en œuvre ce qui limite son application en surveillance environnementale.
Dans ce contexte, cette thèse vise à mettre en œuvre une démarche bio analytique, basée sur un panel d’outils biologiques et physico-chimiques, pour 1) renseigner de l’occurrence de différentes activités PE (activités oestrogénique, (anti)androgénique, corticoïdes, dioxin-like…) dans différents contextes environnementaux : milieu naturel (eaux de rivières) et sources de pollution (eaux usées urbaines et industrielles) ; 2) investiguer les différences inter-espèces humain vs. zebrafish : des lignées cellulaires exprimant des récepteurs de zebrafish sont utilisées en complément des lignées exprimant des récepteurs humains (collaboration P. Balaguer, IRCM/INSERM U1194) et identifier des ligands spécifiques d’espèce dans les matrices environnementales. Un travail méthodologique de développement de l’approche EDA pour la rendre plus opérationnelle en routine, à travers l’automatisation du micro-fractionnement par HPLC combiné à un automate de culture cellulaire, permettra de simplifier la procédure et de l’appliquer à l’identification de PE dans les différents échantillons. 

Modèle biologique