Les substances génotoxiques ont la capacité d'altérer l'intégrité de l'ADN, support biochimique de l'hérédité et présentent un risque mutagène et tumorigène avéré pour de nombreuses espèces. Dans le milieu aquatique, les invertébrés sont d'une importance capitale pour le bon fonctionnement de l'écosystème, mais très peu d'outils sont disponibles pour évaluer la génotoxicité chez ces espèces. Pourtant, les nouvelles obligations réglementaires telles que la Directive Cadre Européenne acceptée en 2000, vont de pair avec le développement d'outils sensibles, fiables et précoces à même de proposer un diagnostic robuste de la qualité biologique des écosystèmes. Dans ce contexte, ce travail de thèse a porté sur le développement, la validation, l'interprétation et l'application au milieu naturel d'un biomarqueur de génotoxicité chez une espèce sentinelle du milieu dulçaquicole, le gammarus fossarum. Ces travaux sont à notre connaissance la première évaluation de la génotoxicité chez un crustacé d'eau douce d'intérêt écologique, par le test Comet. L'aspect novateur de ce travail repose sur la mise en évidence d'une relation entre endommagement de l'ADN des spermatozoïdes et succès reproducteur. En s'appuyant sur un protocole standard, nous avons établi une valeur de référence tenant compte de la variabilité spatio-temporelle de la réponse du biomarqueur, ainsi qu'un seuil de dommages à l'ADN au delà duquel des effets significatifs sur la descendance sont observés. Suite aux résultats obtenus sur le terrain par des méthodes d'encagement, l'intérêt d'utiliser ce biomarqueur à vocation écologique dans un cadre d'évaluation du risque environnemental est confirmé / Genotoxicants can induce deleterious changes in DNA, the biochemical carrier of inheritance. However, aquatic invertebrates such as crustaceans still lack genotoxicity biomarkers although these species play an essential role in ecosystems. The European Water Directive Policy (2000) is aimed at a holistic approach to towards integrated water protection, in order to improve the status of aquatic ecosystems. To this end, one approach is to develop and validate biomarkers in ecologically relevant species. In this perspective, the objectives of the present work were to develop, to validate, to study the ecological significance of a genotoxicity biomarker in the freshwater species gammarus fossarum and finally to assess it in the field. This is to our knowledge the first genotoxicity assessment in an ecologically relevant freshwater crustacean, using the comet assay. The novelty of our approach was to evaluate the consequences of the sperm DNA damage on reproduction, a crucial biological function. Taking into account biotic and abiotic factors, a robust reference value in gammarus fossarum spermatozoa DNA damage has been established. Then, a relationship bridging the biomarker response measured in spermatozoa and its consequences on reproduction has been shown enabling the establishment of a DNA damage threshold level leading to significant consequences for the reproduction and possibly subsequent population dynamics. Our work clearly demonstrated that DNZ damage in gammarus fossarum spermatozoa is an accurate and relevant biomarker for environmental risk assessment

Les nanoparticules ont soit une origine naturelle soit une origine anthropique. De par l’évolution technologique, l’homme produit des quantités croissantes de nanoparticules susceptibles de se retrouver dans l’environnement. Afin de prévenir les risques inhérents à ces rejets, pour la santé humaine ou l’environnement, il est nécessaire de caractériser au mieux les effets potentiels des nanoparticules et d’identifier les mécanismes qui régissent leurs interactions avec les organismes exposés. Dans ce contexte, le premier objectif de ces travaux était de mettre en évidence les mécanismes gouvernant les interactions entre bactéries et nanoparticules et de documenter l'influence de ces interactions sur la toxicité et génotoxicité des NPs pour les bactéries. Le second objectif était de déterminer en quoi cette toxicité et cette génotoxicité pouvait impacter les organismes bactériens au niveau communautaire. Les résultats ont montré que les interactions électrostatiques attractives entre les bactéries et les TiO2-NPs conditionnaient l’adsorption des nanoparticules à la surface des bactéries et conduisaient à la détection d’une toxicité modulées par les électrolytes présents dans la solution. De plus, les déterminants biophysiques de l’interphase bactérienne, et particulièrement la longueur des LPS et le type de protéines affleurant à la surface de la membrane externe, sont des paramètres de premier ordre dans l'apparition d'un potentiel néfaste pour les microorganismes. En prenant en compte ces interactions, nous avons mis en évidence le potentiel mutagène des TiO2-NPs. Un effet toxique et génotoxique ayant été constaté, les communautés bactériennes ont ensuite été étudiées. Il a été mis en évidence que les TiO2-NPs modifiaient la composition, la structure et la prévalence des communautés bactériennes libres et fixées sous forme de biofilms précoces d’une communauté aquatique naturelle d’eau douce. Ces travaux mettent en évidence l’impact potentiel des TiO2-NPs sur les organismes bactériens dans un contexte d’évaluation des risques et indiquent que les nanoparticules pourraient impacter les communautés microbiennes et pourraient présenter un risque pour le bon fonctionnement de l’écosystème / Nanoparticles have either natural or anthropogenic origin. By technological change, man produces increasing amounts of nanoparticles likely to end in the environment. To prevent inherent risks to human health or environment from these releases, it is necessary to characterize the best potential effects of nanoparticles and to identify the mechanisms governing their interactions with exposed organisms. In this context, the first objective of this work was to highlight the mechanisms governing interactions between nanoparticles and bacteria and document the influence of these interactions on toxicity and genotoxicity of NPs for bacteria. The second objective was to determine how this toxicity and genotoxicity could impact bacteria at community level. Results showed that electrostatic attractive interaction between bacteria and TiO2-NPs conditioned adsorption of nanoparticles on bacterial surfaces and led to the detection of toxicity modulated by electrolytes in solution. In addition, the biophysical determinants of bacterial interphase, particularly the length of LPS and protein type flush with the outer membrane surface, are key parameters in adverse potential of NPs for microorganisms. Taking into account these interactions, we highlighted the mutagenic potential of TiO2-NPs. Toxic and genotoxic effect was found, leading to study the effects on bacterial communities. It has been demonstrated that TiO2-NPs altered the composition, structure and prevalence of planktonic and sessile communities of an aquatic natural freshwater. These studies highlight the potential impact of TiO2-NPs on bacteria in a risk assessment context and suggest that nanoparticles may impact microbial communities and could present a risk to the ecosystem functioning

La toxicité de l’uranium (U) résulte de la combinaison de ses propriétés chimiques, en tant que métal lourd, et de ses propriétés radiologiques, en tant qu’émetteur de rayonnements ionisants. L’identification de marqueurs biologiques permettant de discriminer pour un composé uranifère donné la part de sa toxicité chimique, de la part de sa toxicité radiologique, évite de sous-estimer les effets sur la santé des mélanges isotopiques ayant une faible activité spécifique et donc un faible impact en terme de dose tels que l’U appauvri en 235U. Les données de la littérature montrent que les meilleurs candidats pour répondre à cette problématique sont des marqueurs cytogénétiques. La recherche de biomarqueurs de contamination par l’U a été mise en oeuvre sur trois modèles cellulaires (fibroblastes de souris, lymphocytes de rat et humains) exposés à divers mélanges isotopiques de l’U (diverses activités spécifiques). Le test des micronoyaux (MN) avec marquage centromérique a été réalisé afin de discriminer les effets chimiotoxiques des effets radiotoxiques de l’U. Ces études révèlent que le seul dénombrement des cellules binucléées avec des MNx ne suffit pas à évaluer avec précision la génotoxicité de l’U. En revanche, les fréquences d’apparition de cellules binucléées avec des MNx centromères-négatifs ou avec un pont nucléoplasmique peuvent refléter le niveau des effets radiotoxiques de l’U. Par ailleurs, la numération des cellules binucléées avec des MNx centromères-positifs et des cellules mononuclées avec des MNx peut refléter le niveau des effets chimiotoxiques de l’U. Ces marqueurs cytogénétiques validés sur différents modèles biologiques permettent de déterminer pour un mélange isotopique donné de l’U la part des effets génotoxiques liée à sa chimiotoxicité de la part des effets génotoxiques liée à sa radiotoxicité. Ces marqueurs biologiques pourraient compléter les marqueurs classiques de dosimétrie pour évaluer les conséquences de la contamination interne à l’U. / Uranium (U) is a heavy metal that is also considered as an alpha emitter. Thus the origin of U toxicity is both chemical and radiological. The identification of biomarkers to discriminate chemical and radiological toxicity for a given U compound is required to assess accurately the health effects of isotopic mixtures such as depleted U in 235U with a low specific activity. Data from the literature show that the best candidates are cytogenetic markers. In the present work, the assessment of biomarkers of U contamination was performed on three cellular models (mouse fibroblasts, rat lymphocytes and human lymphocytes) that were exposed to different isotopic mixtures of U. The cytokinesis-block micronucleus (MN) centromere assay was performed to discriminate the chemotoxic and radiotoxic effects of U. This study showed that the evaluation of micronuclei in binucleated cells could not assess U genotoxicity accurately. Instead, the assessment of centromerenegative micronuclei and nucleoplasmic bridges correlated with the radiotoxic effects of U. The evaluation of centromere-positive micronuclei and micronuclei in mononucleated cells correlated with the chemotoxic effects of U. These cytogenetic markers should be validated on different biological models and could be proposed to discriminate radiological and chemical toxicity of a given isotopic mixture of U. These four cytogenetic markers could be a useful complement of the classical dosimetric biomarkers for the assessment of internal uranium contamination.

L’objectif du travail de recherche était de mettre en relation dans des sols de cokeries anciennement contaminés, la biodisponibilité de polluants (HAP et/ou métaux lourds), leur génotoxicité et leurs effets populationnels chez le ver de terre Eisenia fetida. Cette étude a montré que les sols étudiés, malgré une contamination similaire, présentaient une toxicité vis-à-vis des vers de terre et d’autres organismes terrestres (plantes, collemboles) totalement différente. Ces différences d’écotoxicité seraient imputables à la biodisponibilité des polluants, différente entre les sols. Cette étude a également montré que le traitement de thermodésorption, appliqué à l’un des sols contaminés, augmentait la biodisponibilité des métaux lourds. Le traitement de thermodésorption modifierait à la fois 1) la nature et la composition de la matière organique du sol, 2) la spéciation des métaux lourds, 3) les liens entre la matière organique et les métaux, les rendant plus biodisponibles et génotoxiques vis-à-vis des vers de terre. L’approche biologique-écotoxicologique, qui prend en considération la biodisponibilité des polluants, se révèle donc essentielle en complément de l’approche physico-chimique dans l’évaluation 1) des risques et 2) de l’efficacité de remédiation des sols contaminés. Cette étude a également montré que la mesure des dommages à l’ADN des coelomocytes de vers de terre est un biomarqueur pertinent dans l’évaluation de la génotoxicité des polluants des sols. Ce biomarqueur de génotoxicité peut être utilisé en tant qu’indicateur de biodisponibilité des polluants. Il s’est révélé plus sensible que la survie et au moins aussi sensible que la reproduction, qui sont deux paramètres étudiés classiquement chez les vers de terre. Ce biomarqueur de génotoxicité pourrait être utilisé en tant qu’indicateur précoce de perturbations physiologiques, même si le lien mécanistique entre les dommages à l’ADN et les répercussions sur la reproduction des vers de terre nécessite des recherches ultérieures / The aim of this work research was to show in formerly-contaminated coking plant soils a relationship between the bioavailability of soil pollutants (PAH and/or heavy metals), their genotoxicity and their populational effects in the Eisenia fetida earthworm. This study showed that despite a similar contamination studied soils exhibited a great difference in ecotoxicity to earthworms and other terrestrial organisms (plants, springtails). Differences in ecotoxicity of soils would be attributable to bioavailability of soil pollutants which is different between soils. This study also showed that thermal desorption applied on one of the contaminated soils increased bioavailability of heavy metals. Thermal desorption would modify 1) the nature and composition of soil organic matter, 2) the speciation of heavy metals, 3) links between soil organic matter and heavy metals, rendering them more bioavailable and genotoxic to earthworms. The biological-ecotoxicological approach, which takes into consideration the bioavailability of soil pollutants, reveals to be necessary in addition of the physico-chemical approach in the evaluation of 1) risks and 2) remediation efficiency of contaminated soils. This study also showed that the measure of DNA damage in coelomocytes of earthworms is a relevant biomarker in the evaluation of genotoxicity of soil pollutants. This biomarker of genotoxicity can be used as indicator of bioavailability of soil pollutants. It revealed more sensitive than survival and as sensitive as reproduction, which are classical endpoints measured in earthworms. This biomarker of genotoxicity could be used as early indicator of physiological disturbances, even if the mechanistic link between DNA damage and effects on reproduction require further studies

La toxicité cellulaire potentielle de la sulcotrione 2-(2-chloro-4-(methylsulfonyl)benzoyl)-1,3-cyclohexanedione, un herbicide sélectif tricétonique a été évaluée sur Vicia faba et Allium cepa. La génotoxicité a été étudiée sur une culture hydroponique pour des traitements à différentes concentrations de sulcotrione 10-5, 10-4 et 2.10-4 M pendant 45 h. Nos résultats ont montré que la sulcotrione provoque une augmentation dose-dépendante de la fréquence des micronoyaux dans les cellules méristèmatiques des racines. Elle induit des altérations chromosomiques à la concentration la plus faible (10-5M) mais aussi une baisse de l’indice mitotique, ce qui indique l'effet mutagène puissant de cette molécule. C’est le premier travail montrant une génotoxicité de la sulcotrione. Les signes d’intoxication se manifestent par les perturbations de la croissance foliaire et racinaires accompagnées d’un brunissement des racines traitées de Vicia faba. Sulcotrione, Mikado®, marc de raisin et des mélanges de sulcotrione ou Mikado® et de marc de raisin induisent la mort cellulaire. La présence des herbicides ainsi que celle des cocktails ont entrainé l’installation d’un état de stress oxydant caractérisé par une production accrue d’H2O2. La production de radicaux d’oxygène actif s’accompagne d’une augmentation de la production de MDA et un accroissement de la mort cellulaire. L’ajout de l’extrait de raisin aux herbicides, soit à la sulcotrione ou au Mikado®, modifie l'expression des gènes habituellement associés au stress cellulaire. Les cocktails et les herbicides modifient l’expression des gènes hsp70.1, cat, ubiquitin, APX, CuZnSOD cy et CuZnSOD ch. Des mécanismes de défense, d’induction de gènes associés au stress et de génotoxicité sont discutés. / Potential cell toxicity of sulcotrione 2-(2-Chloro-4-(methylsulfonyl)benzoyl)-1,3 cyclohexanedione), a selective triketonic herbicide was evaluated on Vicia faba and Allium cepa . Genotoxicity was studied in hydroponic culture conditions for treatment at different pesticide concentrations 10-5, 10-4 and 2.10-4 M for 45 h. Our results showed that sulcotrione treatments caused a dose dependent increase of micronucleus frequencies in root meristematic cells. Sulcotrione induced chromosomal alterations at the lowest concentration used (10-5M) when incubated for 42 h. We have shown a decrease in mitotic index, indicating a potent mutagenic effect of this element. This is the first report for the genotoxicity of such a sulcotrione herbicide. It induced a growth inhibition in both leaves and roots and a brownish color in treated roots. Sulcotrione, trade mark Mikado®, grape marc and mixtures of sulcotrione or Mikado® and grape marc induce cell death. The herbicides, cocktails of products with sulcotrione, such as adjuvant in commercial product, induced several changes for antioxidant cell state characterized by an overproduction of H2O2. Production of harmful radicals was accompanied by increased production of MDA and increase of the cell death rate. Addition of grape extracts to herbicides, either sulcotrione or Mikado®, had different effects and results in different expression of genes usually associated to cell stress. Mixture of grape marc and herbicides enhanced transcript accumulation for different effects and results in different expression of some stress-related genes like hsp70.1, cat, ubiquitin, APX, CuZnSOD cy et CuZnSOD ch. Mechanisms which could be associated to gene expression, cell defense and genotoxidity are discussed.

L'exposition humaine aux contaminants environnementaux est inévitable du fait de leur présence dans l'eau, l'air et l'alimentation. La plupart d'entre eux sont reconnus comme étant mutagènes et/ou carcinogènes chez l'animal mais ils sont souvent seulement suspectés de l'être chez l'Homme. Le manque de connaissance vis-à-vis des substances chimiques a conduit l'UE à lancer le programme REACH avec l'objectif d'évaluer la toxicité d'environ 30 000 molécules. Cette évaluation nécessiterait l'utilisation de plus de 4 millions d'animaux et la pertinence controversée de ces modèles pourrait aboutir à des conclusions discutables. Les méthodes in vitro sont considérées comme une alternative potentielle à l'expérimentation animale. Néanmoins, le choix du modèle cellulaire et des conditions expérimentales restent à préciser. Les hépatocytes humains en culture primaire représentent le modèle le plus pertinent en toxicologie malgré de nombreuses contraintes (variabilité inter-individuelle, changements phénotypique précoces, obtention aléatoire). La lignée HepaRG constitue une alternative intéressante puisque ces cellules peuvent proliférer de manière illimitée et expriment les EMXs à des niveaux proches des hépatocytes humains. L'expression de ces enzymes restant stable pendant plusieurs semaines, ce modèle permet l'évaluation du risque lié à une exposition chronique aux contaminents environnementaux, essentielle en génotoxicité. Il reste cependant nécessaire de caractériser plus amplement cette lignée vis-à-vis des EMXs et de l'adapter aux tests de toxicologie actuels. Dans ces travaux, nous avons développé un test haut débit utilisant la quantification in situ des histones phosphorylées γH2AX avec l'objectif de pouvoir évaluer le risque génotoxique d'une exposition unique ou répétée aux contaminants environnementaux. Ce test a été validé avec succès par l'évaluation de la génotoxicité associée à une exposition de 1, 7 et 14 jours pour 10 polluants. Nous avons ensuite généré des lignées recombinantes biosenseurs, dérivées du modèle HepaRG et permettant d'identifier les xénobiotiques altérant l'expression transcriptionnelle des EMXs. Par transfection transitoire, nous avons dans un premier temps validé à l'aide d'inducteurs prototypiques et de nos 10 contaminants nos constructions contenant le gène rapporteur de la luciférase sous le contrôle des promoteurs de plusieurs EMXs. Ensuite, nous avons généré des lignées stables exprimant la GFP comme gène rapporteur et permettant une détection rapide des xénobiotiques capables d'induire l'expression des EMXs. Parmi les EMXs, le CYP2E1 joue un rôle important en santé humaine. En effet, cette enzyme induite dans certaines conditions physiopathologiques comme le diabète et l'obésité est responsable de l'activation de nombreux procarcinogènes et est à l'origine d'une production d'EROs. Les cellules HepaRG pourraient constituer un modèle pertinent pour l'étude du CYP2E1. Cependant, l'expression et l'activité de cette enzyme au sein de ce modèle nécessitent d'être mieux caractérisées en regard des données discordantes de la littérature. A l'aide de la chlorzoxazone, un marqueur spécifique de l'activité du CYP2E1, nous avons démontré l'influence du métabolisme de phase II sur l'activité apparente du CYP2E1. Nous proposons ici quelques recommandations afin de mieux quantifier l'activité du CYP2E1 sur les hépatocytes humains et sur le modèle HepaRG à l'aide la chlorzoxazone. / Human exposure to toxic chemicals is virtually unavoidable due to contamination of air, water and food. A number of environmental contaminants are recognized as mutagenic and/or carcinogenic in animal but they are often only suspected to have similar effects in Humans. The lack of knowledge on the effects of most industrial-made chemicals has led the EU to launch the REACH program with the aim of evaluating the toxicity of more than 30.000 molecules. Such evaluation would require the use of at least 4 millions of animals for an estimated cost of 2.8 billions €. While the relevance of these in vivo models remains controversial.

La toxicité de l’uranium (U) résulte de la combinaison de ses propriétés chimiques, en tant que métal lourd, et de ses propriétés radiologiques, en tant qu’émetteur de rayonnements ionisants. L’identification de marqueurs biologiques permettant de discriminer pour un composé uranifère donné la part de sa toxicité chimique, de la part de sa toxicité radiologique, évite de sous-estimer les effets sur la santé des mélanges isotopiques ayant une faible activité spécifique et donc un faible impact en terme de dose tels que l’U appauvri en 235U. Les données de la littérature montrent que les meilleurs candidats pour répondre à cette problématique sont des marqueurs cytogénétiques. La recherche de biomarqueurs de contamination par l’U a été mise en oeuvre sur trois modèles cellulaires (fibroblastes de souris, lymphocytes de rat et humains) exposés à divers mélanges isotopiques de l’U (diverses activités spécifiques). Le test des micronoyaux (MN) avec marquage centromérique a été réalisé afin de discriminer les effets chimiotoxiques des effets radiotoxiques de l’U. Ces études révèlent que le seul dénombrement des cellules binucléées avec des MNx ne suffit pas à évaluer avec précision la génotoxicité de l’U. En revanche, les fréquences d’apparition de cellules binucléées avec des MNx centromères-négatifs ou avec un pont nucléoplasmique peuvent refléter le niveau des effets radiotoxiques de l’U. Par ailleurs, la numération des cellules binucléées avec des MNx centromères-positifs et des cellules mononuclées avec des MNx peut refléter le niveau des effets chimiotoxiques de l’U. Ces marqueurs cytogénétiques validés sur différents modèles biologiques permettent de déterminer pour un mélange isotopique donné de l’U la part des effets génotoxiques liée à sa chimiotoxicité de la part des effets génotoxiques liée à sa radiotoxicité. Ces marqueurs biologiques pourraient compléter les marqueurs classiques de dosimétrie pour évaluer les conséquences de la contamination interne à l’U. / Uranium (U) is a heavy metal that is also considered as an alpha emitter. Thus the origin of U toxicity is both chemical and radiological. The identification of biomarkers to discriminate chemical and radiological toxicity for a given U compound is required to assess accurately the health effects of isotopic mixtures such as depleted U in 235U with a low specific activity. Data from the literature show that the best candidates are cytogenetic markers. In the present work, the assessment of biomarkers of U contamination was performed on three cellular models (mouse fibroblasts, rat lymphocytes and human lymphocytes) that were exposed to different isotopic mixtures of U. The cytokinesis-block micronucleus (MN) centromere assay was performed to discriminate the chemotoxic and radiotoxic effects of U. This study showed that the evaluation of micronuclei in binucleated cells could not assess U genotoxicity accurately. Instead, the assessment of centromerenegative micronuclei and nucleoplasmic bridges correlated with the radiotoxic effects of U. The evaluation of centromere-positive micronuclei and micronuclei in mononucleated cells correlated with the chemotoxic effects of U. These cytogenetic markers should be validated on different biological models and could be proposed to discriminate radiological and chemical toxicity of a given isotopic mixture of U. These four cytogenetic markers could be a useful complement of the classical dosimetric biomarkers for the assessment of internal uranium contamination.

Ce travail de thèse a visé à étudier les paramètres toxicocinétiques et toxicologiques de l'uranium chez le poisson. Il apparaît que l'uranium est hautement bioaccumulé et bioconcentré par les poissons. Sa répartition, bien que généralisée à l'ensemble de l'organisme, est néanmoins très hétérogène (branchies et foie constituant des sites majeurs d'accumulation). On note une perturbation du système antioxydant hépatique (inhibition des activités SOD, CAT et GPx ; déplétion du GSHtot) et du système cholinergique cérébral (inhibition/suractivation de l'AChE). Des atteintes génotoxiques surviennent également au niveau sanguin, hépatique et gonadique. L'activité radiologique de l'uranium influe sur les cinétiques d'apparition de ces perturbations biochimiques, celles-ci apparaissant d'autant plus précocement que l'activité délivrée est importante. Des atteintes histologiques (de différentes natures selon l'activité radiologique mise en jeu) sont également constatées (branchies, muscle).

Les effets de la contamination au méthylmercure chez le poisson zèbre Danio rerio ont été interrogés au sein de deux tissus, le muscle squelettique et le système nerveux central, dont le choix fut motivé par leur fort potentiel bioaccumulateur de cet organométallique. Après contamination par voie trophique, à un niveau d’exposition représentatif de ce qui peut advenir dans certains écosystèmes aquatiques, nos observations expérimentales indiquent que ce métal perturbe fortement le métabolisme mitochondrial dans les muscles, mais épargne celui du cerveau ; en outre, l’analyse de l’expression génique suggère une perturbation de l’homéostasie du calcium dans ces deux tissus. Dans le système nerveux central, parmi les synapses glutamatergique et GABAnergique, seule la voie métabolique du GABA semble montrer une adaptation face au MeHg. Concernant le muscle squelettique, l’analyse SAGE a permis d’appréhender les impacts du MeHg à l’échelle cellulaire, révélant également une perturbation de la synthèse protéique, l’induction d’un stress au niveau du reticulum endoplasmique ainsi que l’induction de plusieurs gènes impliqués dans les processus de détoxication et les voies de réponse générale au stress. Notre étude a également mis en évidence la surexpression du gène de la vitellogénine dans le muscle chez des poissons mâles désignant ainsi ce métal comme un perturbateur endocrinien. Enfin, nous avons également révélé une perturbation importante de l’éclosion des œufs associée à un transfert maternel de ce toxique. / The effects of methylmercury contamination on the zebrafish, Danio rerio, were assessed in two tissues, the skeletal muscle and the central nervous system, whose choice was motivated by their high potential to bioaccumulate this organometallic. After contamination by dietary, at a representative exposure level of which may arise in some aquatic ecosystems, our experimental observations indicate that metal strongly disrupts the mitochondrial metabolism in the muscles, but savings that the brain; in addition, the gene expression analysis suggests a disruption of the calcium homeostasis in these two tissues. In the central nervous system among glutamatergique and GABAnergique synapses, only the metabolic pathway of the GABA seems to show an adaptation to the MeHg. Concerning the skeletal muscle scanning SAGE analysis helped to understand the impacts of the MeHg at the cellular scale. It is also revealing a disruption of the protein synthesis, the induction of a stress at the endoplasmic reticulum level as well as the induction of several genes involved in detoxification process and general stress response. Our study has also highlighted the induction of the vitellogenin gene in the muscle of male fish designating this metal as an endocrine disruptor. Finally, we have also revealed a significant disruption of hatching eggs associated with maternal transfer of this toxic.

Le glyphosate, l’atrazine, et leurs principaux produits de dégradation (la déséthyl-atrazine ou DEA, et l’amino methyl phosphoric acid ou AMPA) sont parmi les pesticides les plus utilisés dans le monde et en France. Ils sont retrouvés en grande quantité dans plusieurs matrices environnementales dans les denrées alimentaires et les eaux de boisson.L’objectif de notre travail a été d’évaluer le potentiel génotoxique et mutagène in vitro et in vivo de ces quatre pesticides seuls et en mélanges, puis d’étudier les effets protecteurs d’un mélange d’extrait de plantes anti-mutagènes (Berberis vulgaris, Arctium lappa et Taraxacum officinalis) (DIG) sur la génotoxicité du mélange des quatre pesticides.Les résultats de notre étude in vitro ont montré que le potentiel génotoxique des pesticides dépend de leur environnement physico-chimique, et que les mélanges de pesticides peuvent révéler des propriétés génotoxiques bien plus importantes que celles prévisibles lors de l’exposition aux molécules individuelles avec survenue d’un effet cocktail. Les résultats de notre étude in vivo ont établi la puissante activité génotoxique et mutagène du mélange composé de quatre pesticides. Ils ont mis en évidence les effets cocktails qui peuvent se produire dans les mélanges de pesticides soulignant les limites des stratégies toxicologiques habituelles. Nous avons montré que les cellules cérébrales sont la principale cible des pesticides, probablement en rapport avec une importante sensibilité au stress oxydatif. Dans une troisième partie, nous avons démontré les effets protecteurs de DIG sur la génotoxicité/mutagénicité du mélange des quatre pesticides. / Glyphosate, atrazine, and their main degradation products (desethyl-atrazine or DEA, and the amino methyl phosphoric acid or AMPA) are among the most widely used pesticides in the world and in France. They are found in large quantities in several environmental matrices but also in food and drinking water.The aim of our work was to evaluate the genotoxicity and mutagenicity in vitro and in vivo of these four pesticides, alone and in mixtures, and to study the protective effects of a mixture composed with extracts of anti-mutagenic plants (Berberis vulgaris, Arctium lappa and Taraxacum officinalis) (DIG) on the genotoxicity of the mixture of four pesticides.The results of our in vitro study showed that the genotoxic potential of pesticides depends on their physico-chemical environment, and that mixtures of pesticides can reveal genotoxic properties more important than those predictable during the exposure to individual molecules, with occurrence of a cocktail effect. The results of our in vivo study clearly established the powerful genotoxic and mutagenic activity of the mixture of four pesticides. They highlighted the cocktail effects that may occur in mixtures of pesticides, underlining the limits of conventional toxicological strategies based on an individual assessment of the molecules. We have shown that brain cells are the main target of pesticides, probably related to a significant sensitivity to oxidative stress. In the third part, we demonstrated the protective effects of DIG on the genotoxicity and mutagenicity of the mixture of four pesticides.