Développement de marqueurs de neurotoxicité et de perturbations endocrines chez l'amphipode d'eau douce Gammarus fossarum

L'émergence de programmes et directives, visant à mieux évaluer l'état écologique des milieux aquatiques et à mieux les protéger par une meilleure gestion des nouvelles molécules mises sur le marché, ont conduit au développement d'outils capables d'établir un diagnostic précis de la qualité biologique des écosystèmes. Parmi les différents outils développés, les biomarqueurs sont considérés comme toxicologiquement pertinents et capables de détecter précocement l'exposition et/ou les effets d'une contamination. Dans ce contexte, nos travaux ont eu pour objectifs de développer des biomarqueurs spécifiques de l'impact de composés neurotoxiques (i.e., l'activité des cholinestérases) et de perturbations endocriniennes en lien avec la reproduction (i.e., la synthèse de vitellogénine) chez une espèce de crustacé d'intérêt écotoxicologique, l'amphipode d'eau douce Gammarus fossarum. Les résultats de nos travaux ont permis de mettre en évidence que G. fossarum ne possède qu'une isoforme de type acétylcholinestérase (AChE), avec une forte sensibilité pour le chlorpyrifos (CI50-96h = 0.35 µg.l-1), un des organophosphorés les plus utilisés et rejetés dans le milieu. Les facteurs biotiques (i.e., taille et le statut reproducteur) ont été montrés comme la principale source de variabilité naturelle de l'activité AChE chez cette espèce. De ce fait, la sélection d'organismes de phénotype mâle avec un poids de 15-20 mg a permis de proposer une méthodologie de dosage fiable et robuste pour la mesure de cette activité. Un suivi de 13 mois nous a permis de définir, pour cette activité, une valeur de référence (8.4 nmol.min-1) et une valeur seuil (7.4 nmol.min-1) au-dessous de laquelle l'activité est significativement inhibée et reflète une exposition à des composés anti-ChE. Nos travaux sur l'AChE, ont également permis de montrer qu'il n'existe aucune relation entre l'inhibition de cette activité enzymatique et la mortalité. En revanche, une relation directe a été observée entre l'activité AChE et le comportement alimentaire et locomoteur, et ceci aussi bien avec l'organophosphoré le chlorpyrifos qu'avec le carbamate le méthomyle. Enfin, l'utilisation couplée de tests in situ et de la mesure de l'activité AChE s'est révélée être un outil pertinent pour l'évaluation d'une contamination et de l'impact des milieux liés à la présence de composés anti-cholinestérasiques. La description des processus physiologiques, liés au cycle de reproduction des femelles (i.e., cycle de mue, croissance des ovocytes et développement embryonnaire), a apporté les bases pour le développement de l'expression de la Vtg comme biomarqueur. Cela nous a également permis de développer un bioessai de reprotoxicité reproductible et robuste avec une très faible variabilité des valeurs de base observées chez les individus non impactés. Les niveaux d'expression du gène Vtg observés chez les femelles étaient de 200 à 700 fois plus élevés que chez les mâles. Les femelles présentent une importante élévation de la synthèse de Vtg au cours de leur cycle de reproduction, concordante avec la mise en place de la vitellogénèse secondaire. L'induction de l'expression du gène Vtg a été observée chez des mâles exposés, en laboratoire, à des perturbateurs endocriniens modèles et chez des individus exposés in situ, dans des milieux soumis à une pression anthropique.