L'agressivité est un comportement fréquemment observé chez les animaux et qui est notamment modulé par la sérotonine (5-HT) et les hormones stéroïdes. Cependant, même si des hypothèses évoquent une interaction possible entre ces molécules dans la régulation des comportements agressifs, peu d’études permettent de les confirmer. De plus les mécanismes neuronaux sous-tendant ces comportements agressifs sont encore peu connus. En utilisant comme modèle l'écrevisse de Louisiane, très étudiée pour son comportement agressif et ses hiérarchies sociales, ce travail montre comment la 5-HT et les hormones stéroïdes modifient les réseaux neuronaux et contrôlent ainsi l'agressivité de ces animaux. La mue des écrevisses est contrôlée par une hormone stéroïde appelée 20-hydroxyecdysone (20E), dont la concentration augmente pendant la prémue. Durant cette période, la 20E diminue à la fois l’agressivité des écrevisses et la locomotion. L’activité du réseau locomoteur, un des supports essentiels de l'agressivité (permettant les approches, les attaques… ou les fuites) et son intégration sensori-motrice sont fortement inhibés également. Cette inhibition passe par une réduction de la réactivité des réseaux, notamment via la baisse de résistance d’entrée (Rin) des motoneurones. En présence de 20E, la concentration de 5-HT augmente fortement dans l’organisme par l’inhibition présumée de la voie de dégradation de la 5-HT. Nous supposons comme déjà décrit sur d’autres réseaux que cette augmentation bloquerait les réseaux dans un état inhibée. Cet état inhibée serait maintenu par la baisse de Rin, causée par la libération de 5-HT sur la partie périphérique des MN principalement inhibitrice. / In animal kingdom, aggressivity is a very frequent behavior obvious. Serotonin (5-HT) and steroid hormones modulate this behavior. However, even if several hypothesis raise that one interaction is possible between these molecules to control aggressivity, no study can confirm it. Moreover, neuronal actions behind this behavior stay unclear. In this study, we show how 5-HT and steroid hormones can regulate neural networks and aggressivity. Crayfish molting is regulated by a steroid hormone, called 20-hydroxyecdysone (20E) and its concentration increases during pre-molt period. 20E decreases crayfish aggressivity and locomotion. Locomotors activities and sensory-motor integration are also inhibited during pre-molt. This inhibition is caused by a drop of neural reactivity because input resistance of motoneurons decreases. After injection of 20E or during pre-molt period, 5-HT concentration increase. We think this increase would block networks in inhibition state during pre-molt.

L’introduction de composé d’origine anthropogénique (produits pharmaceutiques, et de soin personnel, retardateur de flammes, plastifiants, etc.) par les stations de traitement des eaux usées municipales ainsi que le devenir de ses composés dans l’environnement est une problématique d’intérêt mondial. L’élimination de ses contaminants d’intérêt émergent des eaux usées s’effectue au niveau des stations de traitement des eaux usées qui, pour la plupart, ne sont pas conçues pour réaliser cette tâche. En effet, celles-ci présentent des niveaux très variables d’efficacité de dégradation/transformation de la plupart des contaminants émergents ce qui laisse dans l’effluent de ces stations des concentrations habituellement inférieures à quelques microgrammes par litres d’au moins plusieurs centaines de contaminants. Quelques études ont démontrés que l’exposition chronique à ces concentrations environnementales de différents CIE donne lieu à des effets toxiques chez le méné à tête de boule (effondrement de la population) et le gammare (diminution de l’activité). Cependant, les méthodes classiques utilisées pour l’évaluation de la toxicité ne sont pas suffisamment sensibles pour déceler des effets sublétaux aux concentrations environnementales observées dans les milieux recevant ces rejets de station d’épuration. Bien entendu, il est impossible de concevoir un procédé unique capable d’éliminer la totalité des contaminants d’intérêt émergent (présents ou futurs) des eaux usées. Il est donc nécessaire de créer des approches capables de prioriser et de cibler les composés qui doivent être éliminés. Ce projet de recherche met de l’avant l’hypothèse qu’une étude métabolomique ciblé serait capable de répondre à cette problématique. L’approche utilisée vise à ajouter un ou plusieurs points de terminaison (fluctuation des métabolites) au test de toxicité aiguë des effluents déjà effectué sur la puce d’eau (Daphnia magna) en quantifiant des molécules essentielles à la survie de cette espèce (ecdystéroïdes et acides rétinoïques). Les daphnies sont des modèles idéaux pour ce type d’étude puisqu’il s’agit d’organismes essentiels du zooplancton dans le monde entier. L’espèce D. magna est retrouvée dans l’hémisphère nord dans les lacs, rivières et étangs temporaires, elle se reproduit rapidement, est facile à cultiver et se reproduit par parthénogénèse. La quantification des ecdystéroïdes et acides rétinoïques aux concentrations observées chez la puce d’eau (picogramme par individus) est typiquement atteinte par dosage radio-immunologique (radioimmunoassay). Cependant, ce type de méthode ne permet pas d’identifier spécifiquement l’analyte ciblé, mais plutôt la somme de toutes molécules produisant une réaction immunologique similaire à celui-ci appelée "équivalent immunologique" et les résultats obtenus dépendent de l’anticorps, de la préparation effectuée et du lot de l’anticorps utilisé. Ce manque de sélectivité et variabilité des données obtenues pose problème pour la comparaison inter-laboratoires de résultats et a donc forcé le développement d’une nouvelle méthode analytique. Le présent document décrit le développement et la validation d’une méthode de quantification par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse permettant d’atteindre des limites de quantification allant de 210 à 380 pg mL-1 pour trois ecdystéroïdes (20-hydroxyecdysone, ecdysone et ponasterone A) et de 5 ng mL-1 pour la somme des isomères de l’acide rétinoïque. La quantification de ces analytes aux faibles concentrations observées chez la puce d’eau a nécessité l’optimisation des paramètres instrumentaux, de la préparation d’échantillon et l’optimisation des conditions chromatographiques. Au final, la 20-hydroxyecdysone a pu être quantifiée à 19 ± 8 pg ind-1 pour les adultes (475 ± 200 pg mL-1, n=3) et à 3.6 ± 1.0 pg ind-1 pour les juvéniles (360 ± 10 pg mL-1, n=3), mais seulement détectée chez les néonates à 0.19 pg ind-1 (19 pg mL-1, n=3). L’ecdysone a également pu être détectée à 1.8 pg ind-1 chez les spécimens de taille adulte (180 pg mL-1, n=3). Le projet suivant vise à augmenter les connaissances sur l’effet de contaminants d’intérêt émergents sur l’environnement et sur le métabolisme de la puce d’eau D.magna ainsi que fournir une méthode potentiellement capable d’évaluer le risque d’exposition à des concentrations environnementales et permettre de prioriser les composés à être évaluer.