endocrine Disruption of Insect Sexual COmmunication – DISCO

Les PEs étant présent dans de nombreux végétaux, nous avons privilégié une exposition des animaux par ingestion de nourriture durant le stade larvaire. Nous ensuite suivis les effets de faibles et fortes concentrations sur le développement post-embryonnaire en enregistrant des paramètres clés comme mortalité, poids, taille, durée des stades, sexe ratio… Nous avons couplé ces observations à des mesures des taux des hormones (contrôlant le développement et la reproduction) et des niveaux d’expression de récepteurs nucléaires induits par ces hormones. Ces mesures de biomarqueurs ont été fait durant les stades larvaires et adultes. Une approche transcriptomique a été utilisé afin d’étudier les effets sur un plus grand nombre de gènes et autres voies de signalisation affectées par les PEs. Nous avons aussi réalisé des mesures de concentrations dans la nourriture contaminée et chez les individus exposés afin d’étudier leur capacité de bioaccumulation du DEHP. Enfin, nous avons étudié si les PEs modifiaient la réponse des mâles à la phéromone femelle et les effets d’une contamination des mâles ou des femelles sur leur capacité de reproduction et sur la descendance.

Nos résultats montrent la complexité d’étudier les effets des PEs. Le BPA et le DEHP perturbent le développement mais pas de façon identique. Les paramètres environnementaux affectés ne sont pas toujours les mêmes ou ne sont pas affectés de la même manière. Les faibles doses ou doses intermédiaires peuvent induire des effets importants alors qu’aucun effet n’est observé pour les fortes doses, et inversement. Pour le DEHP, le comportement sexuel des mâles est affecté sans pourtant les empêcher de s’accoupler. Les effets sont surtout observés sur leur fécondité et la descendance.

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Le projet a donné lieu à ce jour à la rédaction de trois articles dont 1 est accepté, 1 accepté avec révision et 1 en cours de soumission. Plusieurs expériences devraient après consolidation des données permettre la rédaction de deux publications supplémentaires. Plusieurs communications dans des congrès nationaux ou internationaux ont eu lieu durant le projet sous forme de poster ou d’oral.

The presence of endocrine disrupting chemicals (EDCs) in environment has raised concerns because of their potential harmful effects on reproduction, growth and development in a lot of organisms (terrestrial and aquatic), including humans. While numerous studies have already shown the risks and costs of EDCs, further researches are still needed to better understand their physiological effects and mechanisms of action, but also to develop new tools and approaches, particularly on invertebrate models such as insects. In particular, efforts to improve risk assessment strategies should now include the use of advanced “omic” technologies that will lead to the identification of critical pathways and molecular endpoints to predict biological relevant effects. In the current project, we propose to study the impact of two major EDCs, Bisphenol A (BPA) and Bis(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP), on the sexual communication of an insect pest model: Spodoptera littoralis. Moth species are extensively used to study fundamental aspects of olfaction because of their extremely sensitive pheromone communication system. The female sex pheromone detection by males is crucial for sex partner location and mating behaviour. Interestingly, we have recently shown that S. littoralis pheromonal communication is under endocrine regulation, strongly suggesting that BPA and DEHP could disrupt the functioning of the olfactory system and thus the reproductive behaviours of this insect. We will develop a multi-level approach, from the molecular to the organism level, based on our deep knowledge on our model insect and our competences in a wide array of techniques. We will investigate the possible modifications induced by EDCs at the peripheral olfactory level, from the regulation and expression of target molecular actors (transcripts, proteins, metabolites) to the pheromone-induced behaviours. This will allow us to highlight potential biomarkers or new ecophysiological mechanisms in response to EDCs exposure in insects. The highly specialized pheromonal system in adults will serve here as a model to understand the effects of EDCs on insect olfaction. Thanks to using the Drosophila melanogaster model, we will achieve a functional study on the most promising molecular candidates found in S. littoralis to fully decipher the mechanisms of action of EDCs in insects. As olfaction mediates numerous intra-specific and inter-specific interactions in insects, our project will provide information on the potential impact of EDCs in terrestrial ecosystems. This original project will be realized by a team of young scientists within the sensory ecology department of the new institute of Ecology and Environmental Sciences of Paris (iEES Paris)