Multiomique spatiale par spectrométrie de masse haute résolution pour l'évaluation de la toxicité des contaminants émergents chez les espèces sentinelles d'eau douce – SPECTRUM

Le syndrome métabolique a entraîné une augmentation de l'utilisation de médicaments contre le diabète de type 2, comme la metformine, les agonistes du récepteur GLP-1 et les inhibiteurs du SGLT2. Ces médicaments sont devenus des contaminants environnementaux en raison de leur présence dans les eaux usées et l'eau potable. Leur présence généralisée et leur écotoxicité suscitent des inquiétudes quant à leurs effets sur les écosystèmes aquatiques, notamment sur les espèces sentinelles, telles que Gammarus fossarum, un crustacé d'eau douce. L'Union européenne a mis en œuvre une législation, telle que la directive-cadre sur l'eau et REACH, pour surveiller et réglementer les contaminants dans les systèmes aquatiques. Cependant, la complexité de la contamination environnementale nécessite le développement de nouveaux outils pour détecter l'exposition toxique au niveau moléculaire. Le projet SPECTRUM répond à ce besoin en proposant une nouvelle approche multi-omique spatiale pour étudier les effets des médicaments contre le diabète de type 2 sur l’amphipode G. fossarum. L'imagerie MALDI, réalisée sur un appareil de spectrométrie de masse haute résolution intégrant une séparation des isomères par mobilité ionique et un laser pour la post-ionisation des molécules, permettra d’identifier les biomarqueurs moléculaires associés à l'exposition à ces médicaments (seuls ou en mélange). Cette approche unique et innovante permettra l'analyse in situ d’une liste d’ARNm, des peptides (digestion in situ des protéines), des métabolites et des lipides sur une même coupe de tissu, offrant un aperçu détaillé des changements moléculaires induits par l'exposition aux médicaments, dans une approche hautement intégrative. Nous mesurerons également les contaminants présents dans l'eau et les organismes par spectrométrie de masse ciblée afin de dresser un tableau complet de l'exposition dans une approche One Health. SPECTRUM intégrera l’ensemble des données multi-omiques spatiales mais aussi des données d’exposition pour révéler la dérégulation moléculaire en réponse aux médicaments, contribuant ainsi à une meilleure compréhension des effets environnementaux de la pollution pharmaceutique sur les espèces sentinelles. Les résultats permettront d'éclairer les stratégies réglementaires et, in fine, d'améliorer la protection des écosystèmes d'eau douce.