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Publication du programme PAUSE – ANR Ukraine pour l’accueil de scientifiques ukrainiens et ukrainiennes dans des laboratoires français
CE34 - Contaminants, écosystèmes et santé

Effets développementaux et multigénérationnels suite à une exposition à des pesticides chez l’huître – PESTO

Effets d’un mélange de pesticides sur le développement de l’huitre creuse et sa descendance

Le projet PESTO fournira de nouvelles connaissances pour expliquer la toxicité des pesticides au niveau intergénérationnel liant approches moléculaires et écophysiologiques.

Quels sont les effets à long terme d’une exposition à des pesticides chez l’huitre creuse ?

Comprendre les effets de l'exposition à de faibles concentrations de polluants sur le cycle de vie des organismes, ainsi que les effets intergénérationnels sont l'un des principaux enjeux de l'écotoxicologie. Les stades de vie précoces sont cruciaux pour le développement et peuvent être perturbés par des facteurs environnementaux affectant ultérieurement le cycle de vie et les générations suivantes. Le but principal du projet PESTO est d'étudier les effets d'un mélange réaliste de pesticides sur le développement des larves d'huître, leur cycle biologique et leur descendance. Trois questions principales seront abordées: (i) Quels sont les effets d'une exposition précoce à un mélange de polluants sur le cycle de vie de l’huître? (ii) Quels sont les mécanismes moléculaires sous-jacents? (iii) Ces effets persistent-ils chez les progénitures des animaux exposés? Le projet PESTO fournira de nouvelles connaissances pour expliquer la toxicité des pesticides au niveau intergénérationnel. Au-delà de l'intérêt scientifique de ce projet, des retombées vis-à-vis de la filière conchylicole pourront être identifiées, par exemple en aidant à identifier les phases sensibles du développement des larves d'huîtres pendant lesquelles les écloseries pourraient améliorer les processus d'élevage. De plus, dans le contexte d'une pression anthropique croissante sur les écosystèmes côtiers, l'impact socio-économique de cette étude sera de fournir aux parties prenantes une meilleure estimation des risques de contaminants chimiques sur des effets différés non liés à une exposition directe aux polluants.

Le plan expérimental proposé (i) cible le développement embryonnaire comme un stade de vie sensible, (ii) couvre l'ensemble du cycle de vie de l'huître, (ii) considère les effets intergénérationnels en étudiant trois générations successives d’huitres, (iv) utilise un mélange de polluants qui reflétera au mieux l'environnement. Cette approche combine des analyses au niveau moléculaire (transcriptomique et épigénétique) et de l'organisme entier (recrutement larvaire, croissance, reproduction).
Le mélange de pesticides de 15 à 20 molécules sera défini grâce à l’analyse bibliographique sur la présence de molécules de pesticides dans les bassins conchylicoles pendant les périodes de reproduction de l’huître. Les effets directs de ce mélange seront étudiés grâce au test embryo-larvaire. Trois générations d’huitres seront étudiées lors de ce projet. Pour la génération 0 (F0) les embryons d’huitres seront exposés à un mélange de pesticides pendant leur développement embryonnaire (48h) en parallèle d’un groupe témoin. Les larves seront ensuite suivies pendant leur développement larvaire, le stade de micronaissain et de naissain, jusqu’au stade adulte pour leur croissance et survie. Une fois prêts pour entamer une gamétogénèse la génération suivante sera produite et leur descendance suivie comme la F0. De la même manier il en suivra la F2.

La production d’une première génération (F0) exposées à un mélange de 18 pesticides pendant les premières 48h du développement larvaire de l’huître été réalisée. Si une toxicité directe de ce mélange n’a pas été observée, des effets décalés dans le temps sont observés, tels que une moindre compétence à la métamorphose pour les larves pédiveligères et un poids plus important au stade naissain.

Au-delà de l'intérêt scientifique de ce projet, des retombées vis-à-vis de la filière conchylicole pourront être identifiées, par exemple en aidant à identifier les phases sensibles du développement des larves d'huîtres pendant lesquelles les écloseries pourraient améliorer les processus d'élevage. De plus, dans le contexte d'une pression anthropique croissante sur les écosystèmes côtiers, l'impact socio-économique de cette étude sera de fournir aux parties prenantes une meilleure estimation des risques de contaminants chimiques sur des effets différés non liés à une exposition directe aux polluants.

en cours

Comprendre les effets de l'exposition à de faibles concentrations de polluants sur le cycle de vie des organismes, ainsi que les effets transgénérationnels sont l'un des principaux enjeux de l'écotoxicologie. Les stades de vie précoces sont cruciaux pour le développement et peuvent être perturbés par des facteurs environnementaux tels que les xénobiotiques, la nutrition et les changements physico-chimiques, affectant ultérieurement le cycle de vie. Le rôle des altérations épigénétiques dans la réponse à l'exposition aux substances toxiques présentes dans l'environnement a été récemment mis en évidence. Les mécanismes épigénétiques sont aussi fondamentaux pendant le développement embryonnaire car ils coordonnent l'expression précise de gènes clés dans l'espace et le temps. Le dérèglement des épigénomes embryonnaires par les polluants peut donc avoir des répercussions au cours du développement, mais aussi au long du cycle de vie et des générations suivantes.
Les environnements aquatiques sont les réceptacles finaux de nombreux produits chimiques d’origine anthropique, auxquels les espèces à fécondation externe exposent des stades vulnérables, tels que les gamètes, les embryons et les larves. L’huître Crassostrea gigas est considérée comme une espèce bioindicatrice et un modèle pour les études en écotoxicologie marine en raison de ses caractéristiques écologiques (fécondation externe, benthique, sessile). Des études récentes sur ce modèle ont mis en évidence des effets délétères de l'exposition parentale à plusieurs polluants chez la progéniture, y compris dans le cas d'une exposition spécifique au diuron, des variations globales et gène-spécifiques de la méthylation de l'ADN. Alors que l'impact des polluants sur l'épigénome de la progéniture suggère un effet multigénérationnel, des effets directs sur la méthylation des gamètes ont également été observés. Plus récemment, il a été démontré que le développement de l'embryon dépendait de la dynamique du méthylome, et des liens entre les anomalies larvaires et des modifications de la méthylation de l'ADN au cours du développement précoce ont été mises en évidence. L'étape suivante consisterait donc à explorer la relation entre les perturbations induites par les contaminants chimiques chez les embryons et les effets sur le cycle de vie ainsi que sur leur descendance.
Le but principal du projet PESTO est d'étudier les effets d'un mélange réaliste de pesticides sur le développement des larves d'huître, leur cycle biologique (recrutement larvaire, croissance, reproduction) et leur descendance. Trois questions principales seront abordées: (i) Quels sont les effets d'une exposition précoce à un mélange de polluants sur le cycle de vie d'un organisme (développement, recrutement larvaire, croissance et reproduction)? (ii) Quels sont les mécanismes transcriptomiques et épigénétiques sous-jacents? (iii) Ces effets persistent-ils chez les progénitures des animaux exposés? Peut-on observer une acclimatation chez les descendants des organismes exposés s'ils sont à leur tour exposés au même stress? Pour répondre à ces questions, une approche combinée au niveau moléculaire (transcriptomique et épigénétique) et de l'organisme entier (recrutement larvaire, croissance, reproduction) sera développée. La nouveauté de cette étude réside dans le plan expérimental proposé qui couvrira l'ensemble du cycle de vie de l'huître, du développement de l'embryon F0 aux progénitures F1 et F2, et dans l’utilisation d’un mélange de polluants représentatif de l'environnement. Le projet PESTO fournira de nouvelles connaissances pour expliquer la toxicité des pesticides au niveau multi- et trans-générationnel liant approches transcriptomiques, épigénétiques et écophysiologiques.

Coordinateur du projet

Madame Rossana Sussarellu (Département Ressources Biologiques et Environnement)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

RBE Département Ressources Biologiques et Environnement

Aide de l'ANR 260 552 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2020 - 48 Mois

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