Résumé: Les dommages à la cytosine, spontanés et induits par des oxydants, sont probablement la principale cause des transitions GC vers AT, la mutation du génome la plus commune chez les organismes aérobiques. Ces dommages sont impliqués dans le processus de mutagenèse, dans le vieillissement et dans le cancer. Les dommages à la cytosine par les oxydants et les radicaux libres sont nombreux et ont été découverts et étudiés dans les monomères de cytosines et dans de courts oligonucléotides. Dans cette étude, nous avons développé une méthode d'analyse par HPLC-MS/MS des plus importants produits d'oxydation de la cytosine dans l'ADN. Cette méthode permet l'analyse de la formation de 5-hydroxy-2'-désoxycytidine (5-OH-dC), de 5,6-dihydroxy-5,6-dihydro-2'-désoxyuridine (dUg), de 1-(2-désoxyribose)-5-hydroxyhydantoïne (HdU) et de 3-(2-désoxyribose)-1-carbamoy1-4,5-dihydroxy-2-oxo-imidazolidine (C422-dC) lors d'irradiation aux rayons gamma par réaction de type fenton et par ozonolyse. Les résultats de l'irradiation de l'ADN aux rayons gamma (en modifications/106bases/Gy) sont de 1.62 pour la 5-OH-dC, de 1.48 pour le dUg, de 7.43 pour la HdU et de 1.38 pour la C422-dC. La réaction de type fenton avec le cuivre donne une formation de dommages environ 25 fois plus grande qu'avec le fer et les deux types (cuivre et fer) donnent des ratios de produits semblables à ceux par les rayons gamma avec une augmentation de la 5- OH-dC et une diminution de la HdU. L'exposition .de l'ADN à l'ozone donne une très grande formation de la HdU et une faible formation des autres produits d'oxydation.//Abstract: The damages to cytosine, spontaneous and inducted by oxidants, are probably the principal cause of the GC to AT transition, the most important mutation of the genome for the aerobic organisms. Those damages are involved in the process of mutagenesis, aging and cancer. The damages to cytosine by oxidants and fre radicals are numerous and have been discovered and studied in monomers of cytosine and in short oligonucleotides. In this study, we have developed a analysis method of the most important oxidation products of cytosine in DNA by HPLC-MS/MS. This method allows the analysis of the formation of 5-hydroxy-2'-deoxycytidine (5-OH-dC), de 5,6-dihydroxy-5,6-dihydro-2'-desxyuridine (dUg), de 1-(2-deoxyribose)-5-hydroxyhydantoin (HdU) et de 3-(2-deoxyribose)- 1-carbamoyl-4,5-dihydroxy-2-oxo-imidazolidine (C422-dC) after irradiation by gamma rays, by fenton type reaction and ozonolysis. The results of the irradiation of DNA by gamma rays (in modifications10[indice supérieur 6] bases/Gy) are of 1.62 for 5-OH-dC, of 1.48 for dUg, of 7.43 for HdU and of 1.38 for C422-dC. The fenton type reaction with copper gives a formation of damages about 25 times higher than with ferrous and both kind gives a ratio of formation similar to the the ones by gamma rays with a increase of 5-OH-dC and a decrease of HdU. The exposition of DNA to ozone gives a strong formation of HdU and a small formation of the other modifications. [symboles non conformes]

Les activités anthropiques sont responsables de l'introduction d'un grand nombre de substances chimiques dans l'environnement. Dans le cadre de la Directive Cadre Européenne sur l'eau, il est nécessaire d'évaluer l'impact de la contamination chimique sur les milieux aquatiques afin d'établir un diagnostic de l'état écologique des masses d'eau. Les biomarqueurs de génotoxicité permettent l'évaluation de l'impact des contaminants chimiques sur l'intégrité structurelle de l'ADN et comme indicateurs prédictifs d'effets au niveau populationnel. L'objectif général de cette thèse est de développer un biomarqueur de génotoxicité sensible et précoce des effets de la contamination chimique urbaine sur Dreissena polymorpha. Dans ces travaux, nous avons utilisé le test comète, permettant de mesurer les cassures de brins d'ADN et les sites alcali-labiles. Nous avons couplé ce test à une endonucléase spécifique de la détection des lésions oxydatives (hOGG1) afin d'améliorer sa significativité, par la recherche de lésions oxydatives, telle que la 8-oxodG, impliquée dans le vieillissement cellulaire et la cancérogénèse. La formation d'oxydation de l'ADN a été mise en évidence par le test comet-hOGG1 appliqué à des cellules de branchies de moules exposées au BaP et au Cd. La réparation des lésions oxydatives induites par le BaP s'est avérée plus rapide que celles induites par le Cd. D'autre part, la variabilité naturelle de certains biomarqueurs de génotoxicité tels que le taux de cassures à l'ADN, la fréquence des micronoyaux et le nombre d'adduits à l'ADN, a été étudiée dans le but d'éliminer ce biais dans de futures études de biomonitoring. Les résultats des études in situ ont permis de mettre en évidence une induction de lésions oxydatives sur les moules transplantées sur les sites urbains du bassin de la Seine. De plus, ces travaux montrent que la technique de transplantation des moules n'induit pas de modification du statut biologique des organismes, ni de variation de l'expression du taux de cassures à l'ADN et de la fréquence de micronoyaux. Enfin, la comparaison de l'expression des biomarqueurs de génotoxicité entre le printemps et l'automne montre que ces deux saisons sont favorables aux études de biomonitoring par la transplantation de dreissènes.

L'ozone (O3) est l'une des espèces moléculaires les plus réactives auxquelles sont exposés les êtres vivants. L'O3 agit essentiellement au niveau du système pulmonaire par l'intermédiaire d'un stress oxydatif. Parce que la susceptibilité au stress oxydant varie avec l'âge, nous avons étudié les altérations de l'équilibre pulmonaire entre production des dérivés réactifs de l'O2 (ROS) et leur élimination, chez des rats immatures (21 jours), adultes (6 mois) et âgés (20 mois) lors d'une exposition à l'O3 (0,5 ppm, 12 heures/jour pendant 7 jours). Pour cela nous nous sommes particulièrement intéressés aux mitochondries pulmonaires comme sources de ROS, aux activités des principales enzymes antioxydantes, au contenu en protéine de stress (HSP72), 8-oxodGuo et adduits de l'ADN issus de la peroxydation lipidique. Ces travaux ont montré que notre protocole d'exposition ne provoque pas de stress oxydant pulmonaire chez les rats adultes. Nous avons confirmé la plus grande susceptibilité à l'O3 des populations immatures et âgées. En effet, l'O3 engendre un stress oxydant qui conduit à une modification de la régulation de la fonction ventilatoire et à l'oxydation de l'ADN nucléaire (ADNn) pulmonaire chez ces deux populations. Les éléments qui participent à la plus grande susceptibilité à l'O3 diffèrent en fonction de l'âge. Nous avons conclu que la mitochondrie n'est pas une source majeure de ROS pulmonaire dans notre modèle d'exposition à l'O3, la réponse inflammatoire à l'O3 représenterait donc une importante source de ROS. Dans un deuxième temps, au vu des propriétés anti-inflammatoires des acides gras polyinsaturés Ω3, nous avons étudié l'effet d'une supplémentation en Ω3 chez les rats immatures et âgés exposés à l'O3. La supplémentation en Ω3 permet de limiter l'oxydation directe de l'ADNn pulmonaire chez les deux populations. Paradoxalement, une telle supplémentation en Ω3 provoque chez les rats âgés une accentuation de la susceptibilité à la peroxydation lipidique