L’alimentation peut être à l’origine d’une exposition aux xénobiotiques. Les différentes étapes entre la production et la consommation peuvent être sources de contaminations de cet aliment. L’objectif de ce travail de thèse est de vérifier deux toxicités s’exprimant à faible dose : la génotoxicité et la perturbation endocrinienne. Les xénobiotiques étudiés sont une dioxine (la TCDD, polluant de l’environnement), le glyphosate et ses formulations de Roundup (pesticides), le 5-hydroxyméthylfurfural (molécule néoformée) et le bisphénol F (contaminant d’emballage). Le modèle cellulaire choisi est la lignée cellulaire HepG2, issue d’un hépatocarcinome d’origine humaine. Ces cellules sont un modèle pertinent car elles possèdent des capacités métaboliques bien caractérisées et que les contaminants étudiés sont tous hépatotoxiques. Les résultats ont permis de montrer, avec un test d’activation transcriptionnelle, que les quatre formulations de Roundup étaient antioestrogèniques et antiandrogèniques. Le glyphosate ne présentait que des effets antiandrogèniques. De plus, les formulations modifient l’activité de l’aromatase dans les cellules HepG2. Après quatre heures de contact, le Roundup à 400 g/L présente des effets génotoxiques mais non liés à un stress oxydatif, dans le test des comètes. Il présente également des effets apoptotiques. Les différences observées entre les formulations et les différents éléments de la formulation (le glyphosate et l’adjuvant POEA) suggèrent un « effet mélange ». Le modèle HepG2 a également permis de montrer que le 5-HMF est une molécule progénotoxique à des concentrations non cytotoxiques dans le test des comètes. De plus, il a permis de mettre en évidence le fait que le BPF est la molécule la plus active en matière de génotoxicité et de perturbation endocrinienne, par comparaison avec ses métabolites. Parallèlement, la mise en place d’un modèle stablement transfecté issu des cellules HepG2 a été initiée pour vérifier les potentiels effets (anti)oestrogèniques. Parallèlement, les mécanismes cellulaires et moléculaires à l’origine des effets toxiques observés ont été étudiés. Ainsi, il a été montré que les cellules HepG2 métabolisent le BPF (30% à 25 μM) en sulfoconjugué alors que les hépatocytes humains le métabolisent en sulfoconjugué et/ou glucuroconjugué (100% à 25 μM) avec une différence interindividuelle. Enfin, il a été vérifié, in vitro et dans les conditions expérimentales de l’étude le rôle de ERalpha dans les effets toxiques de la TCDD. Ainsi, un effet anti-oestrogènique de la TCDD sur ERE et un effet potentialisateur de E2 sur l’effet de la TCDD sur XRE ont été mis en évidence. Les tests in vitro ont permis la mise en évidence d’effets toxiques de contaminants de l’alimentation et ont ainsi leur place dans l’évaluation du risque. / Food can expose Human to xenobiotics. Indeed, the various steps between production and consumption can be at the origin of food contaminations, either with natural or chemical substances. The objective of this work was to test two toxicities exhibited at low doses: genotoxicity and endocrine disruption. Xenobiotics studied are a dioxin (TCDD, environmental pollutant), glyphosate and different Roundup formulations (pesticides), 5-hydroxymethylfurfural (neoformed compound) and bisphenol F (food packaging contaminant). The model is the HepG2 cell line derived from a human hepatocarcinoma. These cells are chose because they have well-characterized metabolic capacities and all contaminants studied are hepatotoxic. Using transcriptional activation assay, we have shown that the four formulations of Roundup were anti-estrogenic and anti-androgenic. Glyphosate was only anti-androgenic. Furthermore, formulations were able to modify the aromatase activity in HepG2 cells. After 4 hours of contact, the formulation at 400g/L induced genotoxic effect (comet assay) which was not correlated to an oxidative stress or an apoptotic effect (caspase 3,7 activation). The differences observed between the formulation and its components (glyphosate and POEA) suggest a “mixture effect”. We have shown that 5-HMF is a progenotoxic molecule at noncytotoxic concentrations in the comet assay. Also, we have demonstrated that BPF is the most active molecule in genotoxicity and endocrine disruption assays compared to its metabolites. In parallel, the establishment of a stably transfected HepG2 cell line in order to assess the potential (anti)estrogenic effects was initiated.Cellular and molecular mechanisms involved in the toxic effects was also studied. Thus, HepG2 cells metabolized BPF to sulfate metabolite (30% at 25μM), whereas human hepatocytes produced the sulfate and / or glucuronide conjugates (100% at 25μM) with aninterindividual difference. Finally, in vitro and in our experimental conditions, the role of ERin the toxic effects of TCDD was investigated. Using transcriptional activity, TCDD was shown anti-estrogenic on ER. Furthermore, a potention of E2 on transcriptional activity of TCDD induced via AhR was demonstrated. Finally, in vitro assays was used to assess xenobiotic toxicity. They are relevant to in risk assessment.

Classés parmi les Polluants Organiques Persistants, les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont des composés ubiquitaires dans l'environnement, auxquels l'Homme est exposé principalement via l'ingestion d'aliments contaminés. Les HAP sont connus depuis les années 1990 comme pouvant être neurotoxiques tant chez l'Homme que chez l'animal. Le transfert des HAP entre la mère et le foetus via le placenta ainsi que la présence de ces composés dans le lait maternel ont été montrés à plusieurs reprises, posant ainsi la question du risque lié à une exposition survenant lors de phases précoces du développement de l'individu. Parce que ce risque n'a été que partiellement étudié, le travail de thèse présenté dans ce manuscrit a eu pour objectif d'évaluer la toxicité à court et à long terme pour le système nerveux en développement, d'un mélange de 16 HAP ingéré par la rate gestante et/ou allaitante. Les HAP ont été administrés via un aliment contaminé à deux doses, 2 et 200 µg/kg/jour La dose la plus faible correspond aux niveaux de contamination environnementale via l'alimentation de la mère pendant les périodes de gestation et/ou d'allaitement. Les résultats montrent que l'exposition périnatale au mélange de HAP n'a pas induit d'effets à court terme sur le développement neuromoteur et sensoriel des jeunes rats. En revanche, une augmentation à long terme des niveaux d'activité et d'anxiété a été relevée chez les animaux exposés. Par ailleurs, des modifications du métabolisme énergétique cérébral, évalué par l'activité enzymatique de la cytochrome oxydase sur des coupes de cerveaux prélevés à différents âges ont été observées, notamment au niveau du système limbique. La mesure des concentrations de HAP dans le compartiment cérébral des ratons a montré la présence de l'ensemble des molécules mères, y compris chez les animaux témoins, ce qui laisse supposer l'existence d'un bruit de fond environnemental non négligeable dans ce type d'étude. Finalement, plusieurs facteurs modulent la toxicité induite, parmi lesquelles la période d'exposition, et l'administration d'un mélange et non d'une molécule seule. En conclusion, ce travail a permis de mettre en évidence, chez le rat, une neurotoxicité retardée suite à une exposition précoce à un mélange de 16 HAP tant sur le plan comportemental que métabolique, ce qui pose la question du risque pour l'Homme, et en particulier pour l'individu en développement, d'une exposition à ce type de composés / Compounds in the environment to which human is exposed mainly through ingestion of contaminated food. PAHs are known since the 1990s as being neurotoxic both in humans and in animals. PAH transfer between mother and fetus through the placenta, and the presence of these compounds in breast milk have been shown, thus raising the question of risk exposure occurring during early stages of development of the individual. Because this risk was only partially studied, the thesis presented in this manuscript was designed to assess the short-term and long-term toxicity for the developing nervous system, of a mixture of 16 PAHs ingested by the pregnant and / or breastfeeding rat. PAHs were administered via a contaminated food at two doses, 2 and 200 µg/kg /day dose. The lowest one corresponds to the levels of environmental contamination via the mother's diet during gestation and/or lactation. The results show that perinatal exposure to the mixture of PAHs did not induce short-term effects on neuromotor and sensory development on pups. In contrast, a long-term increase in activity and anxiety levels was observed in the exposed animals. In addition, changes in cerebral energy metabolism, as assessed by the enzymatic activity of cytochrome oxidase on brain sections taken at different ages were observed, particularly in the limbic system. Measures of the concentrations of PAHs in the pup brain compartment showed the presence of all the parent compounds, including control animals, suggesting the existence of an environmental noise significant. Finally, several factors modulate PAH toxicity, including the exposure period, and the administration of a mixture instead of a single molecule. In conclusion, this work has highlighted, in rats, delayed neurotoxicity due to early exposure to a mixture of 16 PAHs, which raises the question of risk to humans, and in particular for the individual developing exposure to such compounds

Escherichia coli O157:H7 est le sérotype le plus souvent incriminé lors de toxi-infection alimentaire par les E. coli entérohémorragiques (EHEC). Il peut être associé, dans les cas les plus graves, à des colites hémorragiques mortelles et au syndrome hémolytique et urémique (SHU), touchant essentiellement les jeunes enfants. Le vecteur alimentaire le plus courant lors de ces contaminations est le boeuf haché. L’étape primaire de la contamination bactérienne se situe lors de l'abattage où les bactéries peuvent être transférées de la peau à la carcasse. Une gaine conjonctive entoure les muscles, sa composition protéique, similaire à la matrice extracellulaire (ECM), pourrait jouer un rôle dans l'adhésion bactérienne. Dans un premier temps, l’étude de l'adhésion et de la colonisation des bactéries aux protéines majeures de l’ECM musculaire, a révélé une forte influence des conditions de croissances sur l’adhésion, l'adhésion étant maximale à 25°C et pH7, en particulier aux collagènes I et III. Chez les EHEC, diverses protéines de surfaces peuvent être potentiellement impliquées dans l’adhésion à l’ECM. Le rôle d'un autotransporteur, l'antigène 43 (Ag43), dans l'autoagrégation, l'adhésion et la formation de biofilm, a été établit chez E. coli O157:H7 EDL933. Par la suite, les interactions entre E. coli O157:H7 et la viande ont été étudiées sur deux muscles modèles de types métabolique et contractile opposés (Soleus oxidatif lent et EDL, glycolytique rapide), caractérisés par microspectroscopie de fluorescence UV couplée au rayonnement synchrotron. Les différents types de fibres musculaires ainsi que l’effet d’une anoxie prolongée simulant la maturation des viandes ont été discriminés par leurs réponses spectrales après une excitation à 275 nm. Un tropisme bactérien plus élevé pour le muscle soleus que pour le muscle EDL a été clairement observé. Bien qu'E. coli O157:H7 adhère de manière similaire aux différents types de fibres musculaires, l'adhésion des bactéries se fait essentiellement au niveau de l'ECM, mettant en évidence le rôle clé de l'ECM et du tissu conjonctif musculaire dans l’adhésion des E. coli O157:H7 à la viande. Ces travaux de recherche sur l’adhésion bactérienne aux muscles squelettiques aux niveaux moléculaires, cellulaires et tissulaires fournissent les premières connaissances sur la physiologie des EHEC lors de la contamination de la viande et constituent un pré-requis indispensable au développement de pratiques et de stratégies innovantes afin de réduire le risque de contamination des viandes. / Escherichia coli O157:H7 is the most prevalent serotype involved in foodborne infection by enterohemorrhagic E. coli (EHEC). It is associated with life-threatening hemorrhagic colitis and the hemolyticuremic syndrome (HUS), which essentially affect young children. The major food vector of EHEC contamination is ground beef. The primary bacterial contamination occurs during the slaughter, essentially at dehiding stage where bacteria can be transferred from hides to carcasses. The connective tissue surrounding the muscle, highly similar to extracellular matrix (ECM) could potentially be a support for bacterial adhesion. When investigating the adhesion and colonization to the main muscle fibrous ECM proteins, the great influence of growth conditions on subsequent bacterial attachment was shown. Maximal adhesion to ECM proteins occurred at 25°C and pH 7, especially to collagens I and III. In EHEC, various surface-exposed protein determinants can be expressed and potentially involved in ECM adhesion. Investigating the autoaggregation, bacterial adhesion and biofilm formation, the involvement of Antigen 43 (Ag43), an autotransporter protein, was demonstrated in E. coli O157:H7 EDL933. Then, the attachment of E. coli O157:H7 to the meat was determined on two different model muscles, with different contractile and metabolic characteristic (Soleus oxidative, slow and EDL glycolytic, fast), previously characterized by UV microspectroscopy coupled to synchrotron radiation fluorescence. The different of muscle fiber types and the effect of a prolonged anoxia simulating maturing meat were discriminated by their spectral responses after excitation at 275 nm. It clearly appeared that bacteria displayed differential tropism as function of the muscle types, higher for the Soleus than the EDL muscles. While E. coli O157:H7 adhered similarly to the different types of muscle fibers, bacterial adherence essentially occurred at the ECM, pinpointing the key role of connective tissue for E. coli O157:H7 adhesion to meat. This first comprehensive investigation of bacterial adhesion to skeletal muscles at molecular, cellular and tissue levels provides new insight in the physiology of the colonization of meat by EHEC and constitutes a prerequisite for the development of innovative practices and strategies to minimize the risk of meat contamination.