Certaines espèces de phytoplanctons produisent des métabolites secondaires hautement toxiques appelés phycotoxines. Ces phycotoxines peuvent contaminer les fruits et mer et poser un risque sanitaire pour l'homme. Elles sont responsables d'effets néfastes chez l'homme et peuvent provoquer des diarrhées, des nausées et des douleurs abdominales. Pour améliorer l'évaluation du risque sanitaire lié à la présence de phycotoxines dans les coquillages, une meilleure caractérisation du potentiel toxique est indispensable. Aussi, l'objectif de ce doctorat a été d'étudier les effets cytotoxiques des phycotoxines lipophiles seules et en mélange à l'aide de nouvelles approches in vitro en toxicologie. Nos études ont montrées que si les analogues de l'acide okadaïque (AO) induisaient tous l'apoptose, la génotoxicité, l'inflammation cellulaire et la perturbation du cycle cellulaire, sur les lignées intestinales Caco-2 et HT29-MTX, ces effets se produisaient à des concentrations différentes en fonction des toxines. Ensuite, nos recherches sur la lignée hépatique humaine HepaRG ont montrées l'implication des enzymes de phase I dans le processus de détoxication de l'AO et de ses analogues les dinophysistoxines (DTX), et de la pectenotoxin-2 (PTX-2). Pour finir, l'utilisation de la méthode des index de combinaison pour l'étude de la toxicité des mélanges binaires de toxines sur des lignées intestinales a mis en évidence des effets synergiques du mélange Azaspiracide-1/ Yessotoxine. / Some species of phytoplankton produce highly toxic secondary metabolites called phycotoxins. Phycotoxins can contaminate seafood and pose a health risk to humans. They can cause several adverse effects in humans, including diarrhea, nausea and abdominal pain. To improve risk assessment associated with the presence of lipophilic phycotoxins in shellfish, a better characterization of the toxic potential is essential. The aim of this PhD was to study the cytotoxic effects of single and mixed lipophilic shellfish toxins using new approaches in in vitro toxicology. Our studies have shown that, analogs of okadaic acid (OA) induced apoptosis, genotoxicity, cellular inflammation and disturbance of the cell cycle, on intestinal cell lines Caco-2 and HT29-MTX, and that this effects occurred at different concentrations depending on the toxin. Then, our researches on human hepatic lineage HepaRG have shown the involvement of phase I enzymes in the detoxification of the pectenotoxin-2 (PTX-2), and OA and its analogues the dinophysistoxins (DTX). Finally, the use of the combination index method for studying the toxicity of binary mixtures of phycotoxins on intestinal cell lines showed synergistic effects of azaspiracid-1 / yessotoxin mixture.

Ces travaux de thèse, financés par la Région Aquitaine et partie intégrante des projets ASCOBAR et OSQUAR (2007-2009 et 2009-2011), ont été effectués au sein du laboratoire IMS-Bordeaux (Université Bordeaux 1, CNRS, UMR 5218) et sont le fruit de la collaboration de trois laboratoires. Ils ont visé l'étude d'une plateforme à ondes acoustiques transverses horizontales guidées, ou ondes de Love, dédiée à la détection de phycotoxines responsables d'empoisonnement par consommation de chair de coquillage.Cette plateforme intègre une partie microfluidique destinée à assurer un contrôle du flux de l'échantillon d'analyse au voisinage de l'interface sensible, tout en réduisant les volumes utilisés. Des tests de détections ont été réalisés, en collaboration avec le Laboratoire d'Immunologie-Parasitologie de l’Université Bordeaux 2, en équipant le capteur d'un biorécepteur spécifique de type anticorps, commercial pour la détection d'acide okadaïque, ou, pour l'acide domoïque, fabriqué à partir d'un haptène formé avec un mimotope d'une famille de toxines du type amnésiante (ASP) synthétisé par l'Institut des Sciences Moléculaires (Université Bordeaux 1, CNRS UMR 5255).Grâce aux efforts synergiques de ce consortium et à l'élaboration de protocoles de détections spécifiques, les premiers résultats permettent de discriminer un échantillon empoisonné au seuil sanitaire, soit 0,2 ppm pour l'acide okadaïque, 20 ppm pour l'acide domoïque (200 ng d'acide domoïque dans seulement 10 mg de chair de coquillage). / These works have been funded by "la Région Aquitaine" as part of the projects ASCOBAR (2007-2009) and OSQUAR (2009-2011). They have been done in the IMS-Bordeaux (Université Bordeaux 1, CNRS, UMR 5218) with the collaboration of two others laboratories.The main goal was to create a guided transverse horizontal acoustic wave (Love wave) platform for specific detection of phycotoxins, responsible of shellfish poisoning. The microfluidic chip integrated into this platform allows control of the sample flow above the sensitive surface while saving biological liquid consumption.Detection tests have been done with the collaboration of the "Laboratoire d'Immunologie-Parasitologie" (Université Bordeaux 2). The sensitive surface was made of antibodies, created from a hapten made with a mimotope synthesized by "l'Institut des Sciences Moléculaires" (Université Bordeaux 1, CNRS UMR 5255). This mimotope is a molecule part which is common to a family of amnesic phycotoxin (ASP).Thanks to the synergistic efforts of this consortium and development of specific detection protocols, results can discriminate poisonous samples at sanitary threshold, that is, containing 0.2 ppm of okadaic acid, 20 ppm of domoic acid (200 ng of domoic acid into only 10 mg of shellfish flesh).

Ces dernières années, différents épisodes d’intoxication ont touché les coquillages sur le littoral français et tout particulièrement les huîtres dans le Bassin d’Arcachon. Afin de venir en aide à la profession ostréicole, le Conseil Régional d’Aquitaine a mis en place un vaste projet de recherche. Au sein de ce programme, nous avons proposé d’étudier la faisabilité d’un immunocapteur, basé sur la reconnaissance anticorps/antigène, capable de détecter la présence de phycotoxines dans l’eau de mer. Les synthèses de molécules (haptènes), présentant une analogie structurale avec la partie commune des phycotoxines de la famille des ASP ont été réalisées à l'ISM. Après couplage de ces molécules à une protéine, des anticorps montrant une bonne reconnaissance des ASP ont été obtenus. La mise au point de l'immunocapteur a été effectuée en collaboration avec deux autres Unités de Recherche : le LIP (Univ. Bx II) pour l'immunologie et l'IMS (Univ. Bx I) pour la lecture et la transcription du signal sur le capteur. / In the last few years, oysters from the Arcachon Bay have been touched by several toxic episodes. To help oyster industry, an important research program was funded by the Conseil Régional d’Aquitaine. In this project, we proposed to study the feasibility of an immunosensor, based onantibody/antigen reaction, able to detect phycotoxins in seawater. Haptens showing astructural analogy with the common part of ASP toxins were synthesized at ISM. Aftercoupling of haptens with a protein carrier (BSA), antibodies showing a good ASP recognition were obtained. The transducer, a Love wave acoustic device, was developed by IMS (Univ.Bx I) and the antibodies used for specific biorecognition were characterized by LIP (Univ. BxII).