Bioaccumulation et voies de toxicité de la carbamazépine et du mercure chez la moule zébrée Dreissena polymorpha

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Aujourd’hui, de nombreux polluants sont rejetés en grande quantité dans l’environnement aquatique. Il paraît ainsi nécessaire de proposer des outils précoces permettant d’évaluer leurs effets sur la santé du biote. La moule zébrée Dreissena polymorpha est une espèce non-modèle décrite comme prometteuse pour la biosurveillance des milieux aquatiques d’eau douce, du fait de sa large distribution géographique, son caractère sessile, et sa forte activité de filtration. Cependant, sa physiologie et ses stratégies de réponse aux polluants restent mal caractérisées. Ainsi, ce projet de thèse s’intéresse à évaluer les voies de toxicité moléculaires précoces de polluants dans des situations variées, pour améliorer les connaissances de la physiologie du modèle d’étude dans un contexte environnemental. Le mercure, polluant historique, et la carbamazépine, un médicament antiépileptique, ont été choisis du fait de leur large répartition, de leur persistance dans l’environnement, ainsi que de modes d’action similaires (e.g. stress oxydant). Dans un premier temps, les voies de toxicité moléculaire, cellulaire et métabolique ont été évaluées après exposition aux polluant seul ou combiné chez des animaux en repos sexuel. Cette stratégie a permis de mettre en évidence que la condition combinée était la plus perturbante pour la dreissène, sans doute due à la combinaison des modes d’action induits. Les résultats semblaient indiquer des stratégies de réponses moléculaires différentes pour les expositions simples et combinées, impossible à prévoir sur la base des réponses au polluant seul, soulignant l’importance de mieux caractériser les effets combinés pour les comprendre et pouvoir à terme les anticiper. Dans un second temps, les mécanismes de toxicité moléculaires ont été analysés sur les gonades mâles en gamétogénèse, du fait de leur rôle clé dans le succès de la reproduction. Les approches complémentaires ont montré des réponses spécifiques aux polluants et à l’exposition combinée, suggérant que la condition combinée était plus perturbante pour la dreissène. Les approches –omiques ont notamment permis d’apporter plus de précisions sur les potentielles cibles de toxicité moléculaire des polluants, comme le système antioxydant, métabolisme énergétique, osmorégulation, cytosquelette, voire la prolifération et maturation des gamètes. Par ailleurs, les résultats montrent des réponses contrastées selon le stade de maturité sexuelle de la dreissène, puisqu’une absence de réponse moléculaire était mesurée en été sur le système antioxydant et le métabolisme énergétique. Grâce à l’analyse de différents niveaux d’organisations biologiques, l’ensemble des résultats obtenus ont permis de montrer un état de stress basal plus élevé en été qu’en hiver. Enfin, l’effet du stade de maturité sexuelle a été évalué après expositions aux polluants en conditions sub-oxiques, montrant également des réponses contrastées selon le stade de maturité de la dreissène. Globalement, ces résultats confirment l’importance de considérer les facteurs confondants, les effets cocktails et de mieux caractériser les interactions de polluants pour être en mesure de mieux protéger le biote des écosystèmes aquatiques.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.