De nombreuses études dans la seconde moitié du 20ème siècle, ont mis en évidence que des génotoxiques cancérogènes réagissent avec l'ADN pour former par liaison covalente des adduits qui sont impliqués dans le processus cancérigène. Bien qu’il existe des preuves convaincantes de la présence de multiples adduits à l'ADN dans les poumons de sujets exposés au tabagisme ou en milieu professionnel à un aldéhyde donné, il est évident que c'est un domaine dans lequel des recherches supplémentaires ont été nécessaires. L’objectif de ce travail de thèse est d’établir des profils d’adduits exocycliques à l'ADN induits par le mélange d’aldéhydes, qui pourraient à terme être considérés comme un marqueur génotoxique de l’exposition aux aldéhydes, tant endogène qu’environnemental. Pour cette raison, nous avons validé une méthode en UHPLC-MS/MS rapide, sensible et précise en utilisant la dilution isotopique, pour la quantification à l’état de trace de 9 adduits exocycliques à l’ADN dérivés de 8 principaux aldéhydes exogènes et endogènes, notamment le formaldéhyde, l’acétaldéhyde, l’acroléine, le crotonaldéhyde, le malondialdéhyde, le 4-hydroxy-2-nonénal, le glyoxal et le méthylglyoxal. Ces adduits ont été synthétisés et purifiés ainsi que leurs homologues marqués au 13C10, 15N5, identifiés et quantifiés par le biais des courbes d'étalonnage allant de 0,25 à 250 ng/mL d'adduits dans l'eau et l'ADN afin de décrire les effets matrice. Des échantillons de contrôle qualité ont été préparés et analysés afin de vérifier l'exactitude et la précision de la méthode dans des situations de répétabilité et de fidélité intermédiaire. L'absence de contamination croisée a également été démontrée. La méthode est capable de différencier les 9 analytes d'intérêt et leurs étalons internes en utilisant pour chaque analyte une transition de quantification et une seconde de confirmation. Cette méthode a été validée selon les recommandations de l'Agence Européenne des Médicaments concernant les méthodes bioanalytiques. Elle répond à tous les critères essentiels pour garantir l'acceptabilité des performances et la fiabilité des résultats d'analyse. Cette méthode est la toute première validée et peut être utilisée en adductomique dans le cadre d'études sur l'exposome. En plus, nous avons simultanément mesuré par une approche in vitro les 9 adduits exocycliques dans de l’ADN de thymus de veau exposé à de différentes concentrations de chaque aldéhyde seul ou en mélanges équimolaires. Cette approche nous a permis d’établir des relations dose-dépendantes pour tous les aldéhydes à l’exception du malondialdéhyde et du méthylglyoxal. Une relation dose-réponse a également été observée avec les mélanges équimolaires d’aldéhydes. Elle a permis de définir des réactivités différentes des aldéhydes en mélange vis-à-vis de l’ADN. Les profils de ces adduits exocycliques ont été également déterminés dans l'ADN de sang de fumeurs et de non-fumeurs. La fumée de cigarette contient plusieurs aldéhydes connus de se lier par covalence aux bases de l’ADN, ainsi l’adduit à l’ADN peut être considéré comme biomarqueur d’exposition au tabac. Des différences significatives dans les niveaux d’adduits ont été obtenues entre l’ADN des fumeurs et celui des non-fumeurs à l’exception de l’adduit induit par le malondialdéhyde. Des corrélations ont été établies entre chaque adduit et les marqueurs de la consommation tabagique sans aucune corrélation significative de la totalité des adduits avec un marqueur spécifique. Par ailleurs, nous avons montré que l’exposition au formaldéhyde, au butanal et au benzaldéhyde a eu un effet sur les concentrations du MDA urinaire mesurées chez les policiers libanais stationnés au carrefour pendant 7 h par jour et après exposition de 5 jours aux émissions du trafic routier. Une augmentation du MDA plasmatique a été décrite ; les années de travail avaient une incidence sur les concentrations de ce biomarqueur. / Many studies in the second half of the 20th century have shown that genotoxic carcinogens, either directly or after metabolic activation, react with DNA to form covalently bonded adducts that are absolutely central in the carcinogenic process. Although there is compelling evidence of the presence of multiple DNA adducts in the lungs of subjects exposed to smoking or occupational exposure to a given aldehyde, it is clear that this is an area in which further research has been necessary. The aim of this thesis is to establish exocyclic DNA adducts profiles induced by the mixture of aldehydes, which could eventually be considered as a genotoxic marker of aldehyde exposure, both endogenous environmental. For this reason, we have validated a fast, sensitive and precise method on liquid chromatography coupled to mass spectrometry in tandem mode (UHPLC-MS/MS) using isotopic dilution, for trace quantification of 9 exocyclic DNA adducts derived from 8 major exogenous and endogenous aldehydes, including formaldehyde, acetaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, malondialdehyde, 4-hydroxy-2-nonenal, glyoxal and methylglyoxal. These adducts were synthesized and purified as well as their labeled homologues, identified and quantified through standard curves ranging from 0.25 (LLOQ) to 250 ng/mL (ULOQ) adducts in water and in DNA to describe the matrix effects. Quality control (QC) samples were prepared and analyzed to verify the accuracy and precision of the method in repeatability and intermediate fidelity situations. The absence of cross-contamination has also been demonstrated. The method is able to differentiate the 9 analytes of interest and their internal standards using for each analyte a quantification transition and a confirmation transition. This method has been validated according to the recommendations of the European Medicines Agency (EMA) concerning bioanalytical methods. It meets all the essential criteria to guarantee the acceptability of the performances and the reliability of the analysis results. This method is the very first validated and can be used in adductomics in the context of studies on the exposome. In addition, the exocyclic adducts were simultaneously measured by an in vitro approach in calf thymus DNA exposed to different concentrations of each aldehyde apart or in equimolar mixtures. This approach allowed us to establish dose-dependent relationships for all aldehydes with the exception of malondialdehyde and methylglyoxal. A dose-response relationship was also observed with equimolar mixtures of aldehydes. It made it possible to define different reactivities of aldehydes in mixture versus DNA. The profiles of these exocyclic adducts were also determined in the blood DNA of smokers and non-smokers. Cigarette smoke contains several aldehydes known to covalently bind to DNA bases, so the DNA adduct may be considered as biomarker of tobacco exposure. Significant differences in adducts levels were obtained between smokers and non-smokers DNA with the exception of malondialdehyde-induced DNA adduct. Correlations were established between each adduct and smoking-related markers without any significant correlation of all adducts with a specific marker. Furthermore, we have shown that exposure to formaldehyde, butanal and benzaldehyde had an effect on the concentrations of urinary MDA measured in Lebanese police stationed at the intersection for 7 hours a day and after 5-day exposure to road traffic. An increase in plasma MDA has been described; years of work had an impact on the concentrations of this biomarker. These results are promising and it would be interesting to validate in population the profile of 9 exocyclic adducts as biomarkers of exposure to both exogenous and endogenous aldehydes as part of an adductomic approach to understand the carcinogenic risk in relation to aldehydes exposures in urban areas.

La diversité et la distribution des cyanobactéries dans les écosystèmes aquatiques conduisent à des effets nuisibles dans l’eau par la production d’une variété de toxines cyanobactériennes qui présentent des risques pour la faune et la santé humaine. Différentes techniques analytiques émergentes ont été développées pour détecter et quantifier les toxines cyanobactériennes dans l'environnement. Dans ce mémoire nous avons examiné la présence de cyanotoxines multi-classes, dont 12 microcystines, les anatoxines, la cylindrospermopsine (CYN), les anabaenopeptines (AP-A, AP-B) et la cyanopeptoline-A dans les eaux de surface et les poissons sauvages. L'échantillonnage a été conduit pendant l’été 2018, dans l'écosystème fluvial de la réserve écologique de la Rivière aux Brochets (QC, Canada) près de la Baie Missisquoi (Lac Champlain). La méthode analytique employée combine la chromatographie liquide ultra haute performance et une ionisation par électronébuliseur (UHPLC-ESI) avec l’usage d’un spectromètre de masse triple quadripôle. Sur les 18 cyanotoxines ciblées, 14 ont été détectées dans des échantillons d'eau de surface impactés par la floraison ; les toxines ont culminé au début de la mi-septembre avec les concentrations les plus élevées de MC-LR (3,8 μg L-1) et MC-RR (2,9 μg L-1). Parmi les 71 poissons prélevés sur le terrain (10 espèces au total), 38% avaient des détections positives d'au moins une cyanotoxine. Dans les échantillons positifs, les plages de concentration dans le muscle du poisson étaient les suivantes : la somme des microcystines ΣMC (0,16-9,2 μg kg-1), la CYN (46-75 μg kg-1), et les anabaénopeptines AP-A (1,1-5,4 μg kg-1) et AP-B (0,01 à 5,0 μg kg-1). Dans l'ensemble, 17% des échantillons de poisson étaient positifs pour AP-A ou AP-B. A notre connaissance, ceci constitue le premier signalement de bioaccumulation d'anabaénopeptines dans la faune. La somme maximale des concentractions des microcystines ΣMC dans les poissons était 1,15 fois plus élevées que la recommandation de l'apport quotidien (8 μg kg-1 de tissu-1) de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) pour les adultes et équivalaient presque à la valeur dérivée pour les jeunes enfants 9.3 μg kg-1. La concentration de CYN était également environ 3 fois plus élevée que la limite dérivée des valeurs recommandées pour la santé humaine. / The diversity and widespread distribution of cyanobacteria in aquatic ecosystems lead to harmful effects in water through the production of a variety of cyanobacterial toxins, which pose a great danger to fauna and human health. Different emerging analytical techniques have been developed to detect and quantify cyanobacterial toxins in the environment. In this thesis we examined the presence of multi-class cyanotoxins, including 12 microcystins, anatoxins, cylindrospermopsin (CYN), anabaenopeptins (AP-A, AP-B) and cyanopeptolin-A in surface water and wild fish. Sampling was conducted during the 2018 summer season in the fluvial ecosystem of the Pike River ecological reserve (QC, Canada) near Missisquoi Bay, Lake Champlain. This study was carried out using an analytical method combining ultra-high-performance liquid chromatography and ionization by electrospray (UHPLC-ESI) with the use of a triple quadrupole mass spectrometer. Of the 18 cyanotoxins targeted, 14 were detected in surface water samples impacted by the bloom; toxins peaked in early mid-September with the highest concentrations of MC-LR (3.8 μg L-1) and MC-RR (2.9 μg L-1). Among the 71 fish sampled in the field from 10 species, 38% had positive detections of at least one cyanotoxin. In positive samples, the concentration ranges in fish muscle were as follows: the sum of microcystins ΣMC (0.16-9.2 μg kg-1), CYN (46-75 μg kg-1), AP -A (1.1-5.4 μg kg-1) and AP-B (0.01 to 5.0 μg kg-1). Overall, 17% of the fish samples were positive for AP-A or AP-B; to our knowledge, this is the first report of accumulation of anabaenopeptins in wildlife. The maximum sum ΣMC of microcystin concentrations in fish was 1.15 times higher than the recommendation of the World Health Organization (WHO) Daily Intake (8 μg kg-1 tissue-1) for adults and was almost equivalent to the derived value for young children 9.3 μg kg-1. The concentration of CYN was also approximately 3 times higher than the limit derived from the recommended human health values.