Utilisation des embryons de poisson zèbre pour l'évaluation du risque toxicologique: cas des perturbateurs endocriniens agissant sur l'aromatase cérébrale – FEATS

Si de nombreuses études traitent des effets des perturbateurs endocriniens (PE) sur l’axe reproducteur, peu ont été consacrées à leurs effets sur le cerveau, notamment au cours du développement. Pourtant, des données expérimentales et épidémiologiques récentes suggèrent l'existence de liens entre des expositions aux PE, en particulier durant les phases critiques du développement du cerveau, et des altérations de fonctions cérébrales qui pourraient expliquer les troubles neurodéveloppementaux et cognitifs.
Le manque de connaissance relative aux mécanismes et aux effets des PE sur le développement du cerveau et sur le comportement empêche d'en évaluer correctement les dangers et les risques. Des études antérieures menées par des membres de FEATS ont permis de mettre en évidence qu’un effet marquant des PE chez les poissons était leurs capacités à perturber l’expression précoce du gène cyp19a1b qui code pour l’aromatase cérébrale (aroB), l’enzyme responsable de la biosynthèse des neuroestrogènes. L'expression est ER-dépendante et est spécifique des cellules gliales radiaires (CGR). A l’aide d’embryons de poissons zèbres transgéniques cyp19a1b-GFP, nous avons développé un test de criblage original, sensible, spécifique et non invasif appelé EASZY. Ce bioessai permet une quantification fiable des activités oestrogéniques des substances, seules ou en mélange, dans le cerveau des poissons au cours du développement. Nos travaux ont révélé à l’aide de EASZY, qui fait partie intégrante de la stratégie de l'OCDE pour les PE (Document Guide 150), que de nombreux contaminants environnementaux (œstrogènes de synthèse, plastifiants, certains pesticides, produits de soins corporels, substances pharmaceutiques) sont capables d’altérer l’expression CGR-spécifique de aroB. Les CGR sont des cellules progénitrices de nouveaux neurones dont l’activité neurogénique peut être modulée par des stéroïdes. Si certaines études mettent en avant un lien entre perturbation de l’aroB, l’activité de neurogenèse et le comportement par des stéroïdes, très peu d’informations sont disponibles quant à l'effets des PE sur ces fonctions.

A ce jour, les conséquences (éco)toxicologiques à court et long terme des perturbations de l’expression de aroB induites par les PE au stade embryonnaire restent à explorer. Ce point est primordial dans la perspective d’utiliser les données de EASZY dans une démarche d’évaluation des risques des substances qui agissent sur le cerveau. A ce titre, il existe un besoin urgent de développer des stratégies efficaces pour un dépistage plus efficace des substances neurotoxiques pour le développement du cerveau.

Dans ce contexte, FEATS est un projet interdisciplinaire qui vise à étudier le rôle de aroB et les conséquences toxicologiques à court et à long-terme induites par les PE ciblant aroB au cours du développement précoce. Notre stratégie reposera sur la conduite d’expérimentations sur des modèles animaux originaux (modèles transgéniques cyp19a1b-GFP, cyp19a1b-GFP-Casper et knock-out cyp19a1b) exposés à un panel de substances choisi à priori pour leurs effets connus sur l’expression de l’aroB visant à explorer les conséquences de ces expositions à court et à long-terme sur la synthèse de neurostéroïdes, la neurogenèse, la neurotransmission et le comportement. Nous utiliserons des approches complémentaires combinant des analyses chimiques sensibles, de l’imagerie en fluorescence 2D/3D, des analyses transcriptomiques et des tests comportementaux chez les embryons ainsi que chez les juvéniles et les adultes. L’objectif est de fournir un ensemble cohérent de données permettant l’établissement de relations fonctionnelles et quantitatives entre perturbations de aroB et effets néfastes à travers des modèles mathématiques (PBPK, AOP) ce qui constitue un enjeu tant sur le plan fondamental que sur le plan réglementaire pour permettre une meilleure évaluation du risque des PE agissant sur le cerveau.