Développement de nouveaux biomarqueurs chez l'épinoche à trois épines pour la surveillance des masses d'eau (EPIMETABO)

Début
octobre 2018
Directeur(s) de thèse Alain GEFFARD
Encadrant(s)
Emmanuelle Vulliet
École doctorale
Résumé

L'importance des services écosystémiques (biodiversité, potabilisation, loisirs…) rendus par les masses d'eau naturelle ainsi qu'une réflexion de plus en plus stratégique sur la réutilisation de l'eau, conduit à une attente sociétale forte quant au maintien de leur qualité. Cependant, les milieux aquatiques sont le réceptacle d'un grand nombre de contaminants émis par les activités humaines qui se retrouvent souvent dans des rejets complexes (ex : eau épurée des stations de traitements des eaux usées) et conduisent à des contaminations multiples associant des contaminants chimiques de différentes familles (métaux, polluants organiques…) et des contaminants biologiques (parasites pathogènes ou non, toxines…). Parmi ces contaminants, plusieurs sont qualifiés d'« émergents » c'est-à-dire que peu d'informations sont actuellement disponibles sur la biodisponibilité et les risques toxicologiques et écotoxicologiques associés à la présence de ces composés dans les milieux. Ces derniers inclus les résidus de produits pharmaceutiques et de soins utilisés à des fins sanitaires et vétérinaires. En réponse aux différents stress que peuvent subir les milieux aquatiques, différents travaux portent depuis quelques dizaines d'années sur la définition de marqueurs de toxicité regroupés sous le terme générique de biomarqueur. Ces développements réalisés de façon ciblée ne permettent pas ou peu d'avoir une vision globale des perturbations physiologiques liées à une exposition à un ou plusieurs contaminants chimiques. Cependant, cette vision globale d'une perturbation précoce de la physiologie des organismes animaux apparaît nécessaire pour pouvoir guider les politiques publiques. Le développement ces dernières années de nouvelles techniques analytiques permet non plus des approches ciblées mais la prise en considération de nombreux marqueurs (protéines, transcrits, métabolites). Ces approches dites « ouvertes » (omics) offrent la possibilité de mieux comprendre les modes d'action de ces stress seuls ou en mélange par l'identification des voies métaboliques perturbées, mais également d'identifier des molécules candidates mieux représentatives, et donc plus pertinentes, de la physiologie des espèces de nos hydrosystèmes. Dans ce contexte, et étant donné le manque de connaissance sur les modes d'action des contaminants émergents chez les organismes non cibles des milieux aquatiques, le projet EPIMETABO propose de façon originale de développer une approche sans a priori permettant sur la base d'empreintes métabolomiques i) d'identifier les voies physiologiques perturbées par une exposition des organismes à ces contaminants émergents, ii) d'identifier des réponses biologiques pouvant servir de biomarqueurs pour la surveillance des milieux aquatiques. De façon plus précise, le projet EPIMETABO étudiera, en conditions contrôlées de laboratoire à l'aide d'une approche de métabolomique comparative, les effets de différentes molécules pharmaceutiques, présentant des modes d'action différents chez l'homme et caractérisées par leur occurrence dans les milieux aquatiques, chez une espèce modèle en écotoxicologie, l'épinoche à trois épines Gasterosteus aculeatus. A l'issue de cette première approche, les métabolites ayant montré une pertinence en conditions contrôlées et proposés comme éventuels biomarqueurs, seront testés en conditions environnementales.

Modèle biologique