Dissertations / Theses on the topic 'Mélange de pesticides'

Ces travaux ont consisté à développer un procédé de traitement biologique des eaux contaminées en produits phytosanitaires (PF) issues du lavage des matériels de pulvérisation de PF. Ce procédé s’appuie surl’inoculation d’une culture bactérienne mixte sélectionnée et d’un matériau sorbant constitué de rafles de maïs broyées.Tout d’abord, un mélange modèle de PF,constitué de 6 herbicides, 3 fongicides et 1 insecticide, a été créé. Après avoir mis au point la production de l’inoculum en présence de ce mélange et étudié les propriétés sorbantes des rafles de maïs, les paramètres de traitement ont été définis à petite échelle de laboratoire et validés en réacteur.Finalement, le procédé développé est un traitement en réacteur batch séquentiel de 28 jours qui permet de réduire de plus de 50 % la masse initiale des PF du mélange modèle. Malgré la réduction des teneurs en PF, la phytotoxicité due aux résidus d’herbicides des effluents traités est encore trop élévée et ne permet pas de valider l’épandage sur un lit planté de roseaux comme post-traitement de la fraction liquide<br>Aim of this work was to treat effluentsobtained from rinsing pesticide (PF) spraying equipments by developing biological treatment process into bioreactor with selected mixed bacterial culture and adsorption support consisting of crushed corn cobs. First, a model PF mixture was designed to represent agriculturaleffluents at watershed scale. This mixture was composed by 6 herbicides, 3 fungicides and 1 insecticide. Then, inoculum production under PF pressure was developed and sorption properties of corn cobswere investigated. Process parameters were defined at small-scale laboratory and validated into bioreactors. Thus, developed processwas a28 days sequential batch reactortreatment, which reduced more than 50% of molecules weight of model mixture.Despite of this process significantely reduced treated effluents PF contents, remaining phytotoxicity due to herbicide residues failed validation of their post-treatment on a bed planted with reeds

Des études épidémiologiques ont montré que l’exposition à certains xénobiotiques est associée à une augmentation de la prévalence des maladies métaboliques. L’Homme est exposé à des mélanges de xénobiotiques de manière chronique et inévitable. Nous avons étudié les effets de l’interaction de deux xénobiotiques sur le métabolisme du foie, organe majeur de détoxification de l’organisme. Nous avons choisi deux perturbateurs endocriniens et polluants organiques persistants, qui activent des voies de signalisation différentes: la 2, 3, 7, 8 tétrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD), agissant via le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR), et l’α-endosulfan, un pesticide organochloré, qui peut agir via la voie du récepteur aux oestrogènes (ER) ou du récepteur X aux pregnanes (PXR). Notre objectif est de déterminer l’effet du mélange de ces polluants par rapport à chaque polluant isolé sur la régulation de certaines voies du métabolisme hépatique in vitro dans la lignée hépatocytaire humaine, HepaRG. Dans une première publication, une étude du transcriptome de cellules HepaRG différenciées a été effectuée. Ces cellules ont été exposées pendant 30 heures à 25nM de TCDD, 10μM d’α-endosulfan, ou au mélange. Nous avons observé que le mélange inhibe fortement l’expression de certains gènes impliqués dans le métabolisme glucidique et dans celui des alcools. Dans une seconde étude, nous avons donc étudié le mécanisme d’action du mélange sur le métabolisme glucidique. L’expression de deux gènes de la néoglucogenèse hépatique, le transporteur de glucose 2 (Glut2) et la glucose 6 phosphatase (G6Pc), est réduite de plus de 80% par le mélange. L’expression d’autres gènes du métabolisme glucidique (pyruvate kinase, glycogène synthase, glycogène phosphorylase, pyruvate déhydrogénase 2) est aussi diminuée, suggérant que le mélange peut affecter ce métabolisme de manière significative. De plus, la production de glucose diminue de 80% avec le mélange dans des conditions néoglucogéniques. En condition glycolytique, l’oxydation du glucose en CO2 diminue de 30% après 72 heures d’exposition au mélange. Un traitement à plus long terme (8 jours) avec des doses plus faibles des polluants (0.2 à 5nM de TCDD, 3μM d’α-endosulfan) diminue aussi l’expression de la G6Pc et de Glut2. Nous avons montré que la TCDD active bien la voie du AhR, et que le ER est impliqué dans l’action de l’α-endosulfan. Dans la troisième partie de cette thèse, nous avons étudié la régulation de plusieurs enzymes impliquées dans le métabolisme de l’alcool (alcool déshydrogénases, ADHs, cytochrome P450 2E1, CYP2E1) après l’activation du AhR. Les agonistes du AhR entrainent la diminution de l’expression des ARNm des ADH1, 4, 6 et du CYP2E1 et des protéines correspondantes. Nous avons montré que cette régulation utilise la voie génomique du AhR. De plus, cet effet est également observé après traitement de 8 jours par de faibles doses de TCDD. L’exposition chronique de l’Homme à de faibles doses de xénobiotiques en mélange pourrait affecter le métabolisme glucidique hépatique et contribuer, en partie, au développement du syndrome métabolique<br>Epidemiological studies have shown that exposure to certain xenobiotics is associated with an increased prevalence of metabolic diseases. Humans are exposed to mixtures of xenobiotics in a chronic and inevitable way. We studied the effects of the interaction of two xenobiotics on metabolism in the liver, the major organ for detoxification in the body. We chose two endocrine disruptors and persistent organic pollutants which activate different signaling pathways: 2,3,7,8 tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), which uses the AhR (Aryl hydrocarbon receptor) pathway, and α-endosulfan, an organochlorine pesticide, which acts via the PXR (pregnane X receptor) and/or the ER (estrogen receptor) pathway. Our aim was to determine the effects of this pollutant mixture, as compared to each pollutant alone, on the regulation in vitro of some hepatic metabolism pathways in the human hepatic cell line, HepaRG. In the first publication, a transcriptomic study of differentiated HepaRG cells was performed. The cells were exposed for 30h to 25nM TCDD, to 10 µM α-endosulfan or to the mixture. We observed that the mixture strongly inhibited the expression of some genes involved in the metabolism of glucose and alcohol. In the second study, we studied the mechanism of action of the mixture of pollutants on the metabolism of glucose. The expression of two genes involved in hepatic gluconeogenesis, glucose transporter 2 (GLUT2) and glucose-6-phosphatase (G6Pc), were reduced 80% by the mixture. The expression of other glucose metabolism genes (pyruvate kinase, glycogen synthase, glycogen phosphorylase, pyruvate dehydrogenase 2) also was decreased suggesting that the mixture might impact markedly carbohydrate metabolism. Furthermore, glucose production decreased 40% with the mixture under gluconeogenic conditions. Under glycolytic conditions, the oxidation of glucose into CO2 decreased 30% after 72h of exposure of the cells to the mixture. Long-term treatment (8 days) with lower doses (0.2 to 5 nM TCDD, 3 µM α-endosulfan) similarly decreased G6Pc and GLUT2 expression. We showed that TCDD activated the AhR pathway, and that ER was partly involved in the α-endosulfan effect. In the third part of this thesis, we studied the regulation of several enzymes involved in the metabolism of alcohol (alcohol dehydrogenase, ADH, cytochrome P450 2E1, CYP2E1) after activation of AhR. AhR agonists led to a decrease in the amounts of mRNAs for ADH1, 4, 6 and CYP2E1 and the corresponding proteins. We showed that this regulation uses the AhR genomic pathway. Furthermore, this effect was also observed after 8 days of treatment with lower doses of TCDD. Chronic exposure of individuals to low doses of xenobiotics in mixtures might significantly affect hepatic carbohydrate metabolism and be a contributing factor for the development of the metabolic syndrome

Depuis bon nombre d’années déjà, la question ne se pose plus ; l’utilisation des pesticides en agriculture est nécessaire puisque sans ces derniers les chances que les terres soient ravagées par les insectes, champignons ou petits rongeurs représenteraient un trop grand risque pour les agriculteurs. Cependant, cette utilisation massive de pesticides en agriculture apporte son lot de questionnements et d’inquiétudes face aux effets néfastes qu’ils pourraient avoir tant sur les humains que sur la faune et la flore. Bien que tous les pesticides utilisés au Canada soient homologués par Santé Canada, et sont donc jugés comme ne représentant pas de risques élevés ni pour l’environnement ni les humains, nul ne connait les effets d’un mélange de pesticides sur nos cellules, notre organisme. Ce projet de recherche vise donc à évaluer les effets d’un mélange de pesticides composé de cinq ingrédients actifs communément utilisés en agriculture sur les niveaux d’expression du gène CYP1A1, un gène cible du récepteur aux hydrocarbures d'aryle (AhR). Ce récepteur, bien qu’impliqué dans bon nombre d’autres réponses cellulaires, joue un rôle important dans la détoxification de l’organisme en activant la transcription de certains gènes dans la famille du cytochrome P450, dont le gène CYP1A1. Tel que mentionné précédemment, le but du présent projet de recherche est d’évaluer les effets d’un mélange composé d’au moins deux ingrédients actifs de pesticides sur l’activation de la voie de AhR. Les résultats du projet de recherche ont démontré que certaines combinaisons donnent lieu à une activation synergique de la voie AhR alors que d’autres donnent plutôt lieu à une activation additive. Dans le cas où la concentration des ingrédients actifs est élevée, on obtient plutôt un effet inhibiteur. N’est-ce pas paradoxal qu’à faibles doses, il y a un effet soit additif ou synergique alors qu’à de hautes concentrations, l’effet est plutôt inhibiteur ? Il ne faut alors pas croire que de fortes doses de pesticides sont bénéfiques puisque les effets sur les niveaux d’expression des gènes cibles de AhR ne signifient pas qu’il en sera de même pour les tous les autres gènes. Les résultats ont également démontré qu’en présence d’œstrogène, les ingrédients actifs seuls ou en combinaison ont le même effet que le 2,3,7,8-Tétrachlorodibenzo-para-dioxine (TCDD) sur l’interaction croisée entre AhR et le récepteur aux œstrogènes ; l’expression du gène CYP1A1 est réprimée alors que l’expression de CYP1B1 demeure inchangée. Maintenant qu’on comprend bien les effets que peuvent avoir une combinaison d’ingrédients actifs de pesticides sur l’activation AhR, il ne reste plus qu’à comprendre pourquoi certains mélanges donnent lieu à une activation synergique et d’autres additive. Une question bien simple, mais à laquelle il est si difficile de répondre.

Les pesticides de nouvelle génération sont le plus souvent épandus à de faibles doses et en mélange. Peu d’études se sont intéressées jusqu’à présent à l’effet de ces mélanges sur la biodégradation et la toxicité de chaque pesticide et/ou métabolite. Le but de ces travaux de thèse était d’étudier les voies de biotransformation de chacun des trois herbicides d’un mélange constitué de mésotrione (β-tricétone), nicosulfuron (sulfonylurée) et S-métolachlore (chloroacétanilide) utilisé sur les cultures de maïs, ainsi que la toxicité (test Microtox ® ) des herbicides et de leurs métabolites, seuls et en mélanges. L’identification des métabolites de la mésotrione chez la souche Bacillus megaterium Mes11 et une étude de protéomique différentielle ont suggéré l’implication de nitroréductases dans la première étape de la biotransformation de cet herbicide, rôle confirmé ensuite par la caractérisation structurelle et fonctionnelle de deux enzymes capables de transformer la mésotrione : les nitroréductases NfrA1 et NfrA2, appartenant à la sous-famille NfsA-FRP des Nitro-FMN réductases. La voie de biotransformation du nicosulfuron a, quant à elle, été étudiée chez la souche Pseudomonas fluorescens SG-1 isolée à partir de sol agricole, capable de transformer cet herbicide par co-métabolisme. Cette biotransformation conduit à la formation de deux métabolites majoritaires issus du clivage de la liaison sulfonylurée du nicosulfuron, l’un deux (l’ADMP, 2-amino-4,6-diméthoxypyrimidine) présentant une toxicité 20 fois supérieure à celle de la molécule mère. Nous avons également étudié qualitativement et quantitativement la biotransformation de la mésotrione et du nicosulfuron par la souche Mes11 séparément ou en mélange, et en présence ou non de S-métolachlore Les résultats ont montré un effet négatif de la mésotrione sur la biotransformation du nicosulfuron et un effet positif du S-métolachlore sur la biotransformation de la mésotrione. Tous les mélanges d’herbicides testés ont montré des effets synergiques pour la toxicité vis-à-vis de A. fischeri, tandis que les mélanges de métabolites (avec ou sans S-métolachlore) étaient majoritairement synergiques ou antagonistes. La dernière partie des travaux de thèse est focalisée sur le développement d’une technique préventive de traitement de la pollution par les pesticides d’origine agricole (bioprophylaxie). Nous avons fait la preuve de concept de cette technique par une étude en microcosmes de sol. L’épandage simultané de l’herbicide 2,4-D (acide 2,4-dichlorophénoxyacétique) et de la souche Cupriavidus necator JMP134 capable de le minéraliser a en effet permis de réduire le temps de demi-vie de ce composé d’un facteur 3, tout en conservant son activité herbicide<br>The new-generation pesticides are often sprayed at low dosages and in mixtures. Up to now, a few studies focused on the effect of these mixtures on the biodegradation and the toxicity of each pesticide and/or metabolite. The aim of this Ph.D. work was to study the biotransformation of each herbicide of a mixture composed of mesotrione (β-triketone), nicosulfuron (sulfonylurea) and S-metolachlor (chloroacetanilide) applied on maize crops, as well as the toxicity (Microtox® test) of the herbicides/metabolites alone or in mixture. The identification of mesotrione metabolites by the strain Bacillus megaterium Mes11 and a differential proteomic approach suggested the role of nitroreductases in the first step of mesotrione biotransformation. This was confirmed by the structural and functional characterization of two enzymes able to biotransform mesotrione: the NfrA1 and NfrA2 nitroreductases, belonging to the NfsA-FRP sub-family of Nitro-FMN reductases. The biotransformation pathway of nicosulfuron has been elucidated for the strain Pseudomonas fluorescens SG-1 isolated from an agricultural soil and able to co-metabolically biotransform nicosulfuron. Two major metabolites resulting from the cleavage of the sulfonylurea bridge were identified, one of them (ADMP, 2-amino-4,6-dimethoxypyrimidine) presenting a 20-fold higher toxicity than the parent compound. The simultaneous biotransformation of mesotrione and nicosulfuron by the strain Mes11 was also qualitatively and quantitatively studied, showing a negative effect of mesotrione on nicosulfuron biotransformation, and a positive effect of S-metolachlor on mesotrione biotransformation. All parent compound mixtures tested resulted in synergistic effects towards A. fischeri, while metabolite mixtures (with or without S-metolachlor) were mostly synergistic or antagonistic. The last part of the PhD work was devoted to the development of a preventive technique for the treatment of pollutions caused by agricultural pesticides (bioprophylaxis). We made the proof of concept of this method by using a soil microcosm study. The simultaneous spreading of 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) herbicide and the strain Cupriavidus necator JMP134 able to mineralize it allowed a 3-fold reduction of 2,4-D half-life in soil, while preserving its herbicide activity

L’objectif principal de cette thèse était de mieux comprendre le comportement photochimique des pesticides pulvérisés dans les serres agricoles à Menyeh-Liban Nord. La première partie du travail a été consacrée à l’analyse des échantillons de poivrons verts, concombres, tomates, des films de plastique et de l’air récupérés dans ces serres agricoles. Nous avons quantifié et suivi par HPLC-HR-MS les résidus de 4 pesticides: bifénazate (BIF), acétamipride, imidaclopride et thiophanate méthyl (TM) dans les échantillons de légumes extraits par la méthode QUECHERS. Les quantités retrouvées durant les 6 jours suivant la pulvérisation étaient bien supérieures aux MRLs imposées pour chaque pesticide. Par ailleurs, des photoproduits de TM, BIF et de l’imidaclopride ont été détectés dans les solutions de rinçage de la surface des tomates, des concombres et des poivrons verts, démontrant ainsi la possibilité de photodégradation des pesticides à l’intérieur d’une serre agricole. L’analyse de la phase gazeuse par GC-MS a révélé la libération de terpènes, d’alcanes et d’aldéhydes comme réponse des plantes au stress de température et de pulvérisation. Dans une deuxième partie, on a détaillé les mécanismes de transformation photochimique du BIF et du TM sous irradiations simulées. La photodégradation de TM avait un caractère autoaccéléré qui n’a jamais été rapporté dans la littérature. Une étude détaillée nous a permis de démontrer que cette auto-accélération est due à la formation d’un photoproduit photosensibilisateur dérivé de la quinoxaline. Quant au BIF, sa vitesse de dégradation et la nature des produits dépendaient du milieu (ACN, eau, cire et poivron verts). Ces travaux ont mis en évidence l’effet de support et de mélange sur le comportement photochimique des pesticides<br>The main purpose of this work was to better understand the photochemical behavior of pesticides used in agricultural greenhouses in Menyeh-North Lebanon. The first part was dedicated to the analysis of green peppers, cucumbers, tomatoes, plastic films and air samples from these agricultural greenhouses. HPLC-HR-MS was used to quantify and monitor the residues of 4 pesticides: bifenazate (BIF), acetamiprid, imidacloprid and thiophanate methyl (TM) after QUECHERS extraction of the vegetables samples. The quantities of pesticides found within 6 days after spraying were well above the MRLs imposed for each one. Then, the photoproducts of TM, BIF and imidacloprid were identified after rinsing the surface of tomatoes, cucumbers and green peppers. This demonstrated the possibility of photodegradation of pesticides even inside an agricultural greenhouse. Gas phase analysis by GC-MS revealed the presence of terpenes, alkanes and aldehydes as the response of plants to temperature and spraying stresses. In a second part, we studied the photochemical mechanisms of BIF and TM in the laboratory under simulated irradiation. The auto-accelerated photodegradation of TM was reported for the first time. A detailed study enabled us to demonstrate that this auto-acceleration was due to the formation of a photosensitizing photoproduct derived from quinoxaline. The rate of degradation of BIF and the nature of the products were dependent on the medium (ACN, water, wax and green peppers). These results highlighted the effect of support and mixture on the photochemical behavior of pesticides

Parmi les stratégies visant à réduire l'utilisation de pesticides, l'augmentation de l'efficacité des matières actives par du design de formulations ou par l'utilisation de cocktails de pesticides, épandus chacun à plus faible dosage, est une piste très suivie. Cependant, l'influence de mélanges de molécules sur le devenir, le comportement et la toxicité de chacune d'elle individuellement n'a été que rarement décrite. Nous avons donc étudié l'impact des formulations et du mélange d'un herbicide, la mésotrione, et d'un fongicide, le tébuconazole, sur leur biodégradation respective, en termes de cinétiques et de modulations de voies métaboliques de dégradation, mais aussi sur la croissance de différents microorganismes dégradant ou non. Un schéma général de biodégradation de la mésotrione commun à de nombreux microorganismes, Gram positif et négatif, a été proposé conduisant, dans nos conditions, à l'accumulation d'un métabolite, l'AMBA. L'étude comparée avec la formulation (Callisto®) a montré une forte influence des adjuvants sur la cinétique de biodégradation de la mésotrione, allant d'une forte inhibition pour les souches Gram positif testées jusqu'à une stimulation pour une souche d'E. coli. Pour le tébuconazole, seules 3 souches se sont montrées capables de dissiper ce fongicide et de nouveaux métabolites ont pu être mis en évidence. L'utilisation de la formulation (Balmora®) conduit à des effets variables sur sa biodégradation en fonction de la souche et de la concentration. Cependant, les adjuvants présentent toujours un effet inhibiteur, souvent même fort, sur la croissance des microorganismes testés, en particulier sur les souches bactériennes Gram positif, qui se sont toujours révélées plus sensibles. Les études sur le mélange de ces deux pesticides, purs ou formulés ont mis en évidence la complexité des phénomènes : effets inhibiteurs, neutres et souvent stimulation des cinétiques de biodégradation de chaque pesticide que le microorganisme testé dégrade ou non le composé en question ; effet synergique du mélange de pesticides, purs ou formulé, sur la toxicité.

La population générale est exposée à un grand nombre de pesticides, principalement via son alimentation. Alors que ces matières actives ont reçu une autorisation de mise sur le marché individuelle, l’effet sur l’organisme humain d’un mélange de tels composés est en revanche très peu connu. Afin de contribuer à mieux appréhender cet « effet mélange », notre étude s’est attachée à étudier le métabolisme hépatique humain in vitro de deux mélanges de pesticides communément retrouvés dans l’alimentation française<br>General population is exposed to several pesticides, mainly via the diet. Whereas these active ingredients obtained their marketing authorization individually, the available data regarding their impact as a mixture on the human body are scarce. In order to help better understanding this “mixture effect”, we aimed at studying the human hepatic in vitro metabolism of two pesticides mixtures commonly found in the diet

L'incidence des pathologies métaboliques n'a de cesse d'augmenter au cours des dernières décennies atteignant des proportions épidémiques. Les facteurs génétiques, l'alimentation et/ou la sédentarité n'expliquent qu'en partie ce phénomène. Les contaminants environnementaux sont également suspectés être impliqués dans l'étiologie de ces perturbations. Plusieurs études rapportent l'implication des récepteurs nucléaires comme médiateur de ces désordres métaboliques. Dans le cadre de ces travaux nous nous sommes intéressés aux rôles du récepteur nucléaire CAR dans la régulation de l'homéostasie énergétique et comme médiateur des perturbations métaboliques induites suite à une exposition à un mélange de pesticides. CAR est un récepteur nucléaire clé du système de détoxification de composés, qu'ils soient de nature exogène ou endogène. Son rôle sur le métabolisme énergétique a été étudié principalement chez les souris mâles, or certaines fonctions métaboliques et de détoxification sont fortement dépendantes du sexe. Le premier objectif de ces travaux a consisté à évaluer les conséquences sur l'homéostasie énergétique de la délétion du récepteur nucléaire CAR (CAR-/-) chez des souris mâles et femelles au cours du vieillissement. Les résultats montrent que l'absence de CAR est délétère chez les mâles qui développent une obésité, un diabète et une stéatose hépatique. Les souris femelles CAR-/- sont protégées de ces troubles et présentent une amélioration de leur tolérance au glucose. Cependant la suppression de leurs hormones sexuelles grâce à la réalisation d'ovariectomies enlève totalement cette protection, suggérant un rôle majeur de ces hormones dans cette protection. Les analyses du transcriptome, lipidome et métabolome hépatique sont en accord avec ces données phénotypiques. Le deuxième objectif de ces travaux a consisté à évaluer les conséquences métaboliques d'une exposition chronique in vivo à un mélange de pesticides présent dans l'alimentation à des doses supposées non toxiques. Après un an d'exposition à ce mélange, les souris mâles développent un surpoids avec une augmentation de leurs masses adipeuses. Ce surpoids s'accompagne d'une intolérance au glucose et d'une stéatose hépatique. Les souris femelles présentent, en revanche une hyperglycémie à jeun, du stress oxydatif au niveau hépatique et une perturbation de métabolites urinaires liées au microbiote intestinal. Ces résultats montrent pour la première fois un effet obésogène et diabétogène dépendant du sexe d'une exposition à un mélange de pesticides. Nous avons également mis en évidence un rôle du récepteur nucléaire CAR dans le dimorphisme sexuel observé suite à cette exposition. L'ensemble de ces travaux apporte des liens de causalité en faveur d'une relation contaminants environnementaux et santé dépendant du sexe et un rôle du récepteur nucléaire CAR dans les effets observés. Cela soulève la question de la prise en considération du sexe et de l'effet mélange dans l'évaluation des risques pour la santé liée à l'exposition à des contaminants environnementaux<br>The incidence of metabolic diseases has steadily increased in recent decades reaching epidemic proportions. It is conventionally accepted that their main cause is related to a diet rich in fats and sugar and/or a sedentary lifestyle that can be aggravated by certain genetic polymorphisms. Chemical contaminants in our environment are also suspected to contribute to the development of these metabolic disorders by disrupting the energy balance of organisms. Several studies report the role of nuclear receptors as mediators of these metabolic effects induced by environmental contaminants. As part of this PhD work, we investigated the role of the CAR nuclear receptor in the regulation of energy homeostasis and as a mediator of the metabolic effects induced by exposure to a mixture of pesticides. CAR is a key nuclear receptor for the detoxification system of compounds, whether exogenous or endogenous. Its role in energy metabolism has been studied mainly in male mice, but metabolic and detoxification functions are highly dependent on sex. The first objective of this work was to evaluate the consequences on the energy homeostasis of the deletion of the CAR nuclear receptor in male and female mice. These animals were followed over a period of more than one year and their phenotype was compared to that of non-invalidated mice for this receptor. The results show that the absence of CAR is very deleterious in males that develop obesity, diabetes and hepatic steatosis. CAR-/- females mice are protected from these disorders and even have better glucose tolerance. This protection is lifted by ovariectomy of these females suggesting a role of female sex hormones in their protection. Transcriptomic, metabolomic and lipidomic analysis are in agreement with this phenotypic change. The second objective of this work was to evaluate the in vivo metabolic consequences of chronic exposure to a mixture of pesticides present in the diet at presumed non-toxic doses. After one year of exposure to this mixture, male mice developed an overweight with an increase in their fat masses. This overweight was accompanied by glucose intolerance and hepatic steatosis. On the other hand, female mice showed fasting hyperglycemia, hepatic oxidative stress and a disturbance of urinary microbiota related to the intestinal microbiota. These results show for the first time an obesogenic and diabetogenic sex-dependent effect of exposure to a mixture of pesticides. We have also demonstrated a role of the CAR nuclear receptor in the sexual dimorphism observed following this exposure. All of this work provides causal links in favor of a relationship between environmental contaminants and sex-dependent health and a role of the nuclear receptor CAR in the effects observed. This raises the issue of gender and mixture in the risk assessment linked to exposure to environmental contaminants

Des niveaux d’élevés d’organochlorés (OC), incluant des pesticides et des produits industriels connus pour être des perturbateurs endocriniens, ont été détectés dans les populations humaines et animales en Arctique. Nous avons émis l’hypothèse qu’une exposition durant la vie précoce aux doses environnementales d’organochlorés qui contaminent l’Arctique, affecte la fonction et le développement reproducteur sur plusieurs générations avec une transmission paternelle dans un modèle de rat. Des femelles Sprague-Dawley (F0) ont été gavées avec le mélange d’organochlorés de l’Arctique (500 µg PCB/kg de masse corporelle/ 3X semaine) ou de l’huile de maïs (témoins) avant l’accouplement avec un mâle non traité et jusqu’à la mise bas de la portée F1. Après le sevrage, les mâles F1 ont été nourris avec de la nourriture commerciale et n’ont jamais été exposés directement aux organochlorés. À 90 jours après la naissance, les mâles de chaque génération ont été accouplés avec 2 femelles non traitées chacune pour engendrer des fœtus (19,5 jours de gestation) et des ratons de la génération suivante. Les mâles F1 exposés aux organochlorés et leur fils F2 ont eu un développement et des organes reproducteurs anormaux. Les F1 et F2 OC étaient sous-fertiles. Tous les F3 et F4 n’ont montré aucune différence avec les témoins. Les descendants F2, F3 et F4 de la lignée organochlorés ont été plus atteints par le situs inversus thoracalis que les générations témoins. De leur naissance jusqu’à l’âge adulte, les F2 OC ont montré un retard de croissance en comparaison aux témoins, en raison de leurs petits placentas. L’exposition prénatale au mélange d’organochlorés altère la méthylation de l’ADN spermatique des F1 et pourrait expliquer le phénotype anormal des fils F2 issus des pères F1 exposés aux organochlorés. Nos résultats suggèrent qu’une exposition prénatale au mélange d’organochlorés de l’Arctique sur un ancêtre mâle d’une famille provoque une dysfonction reproductive, mais aussi des pathologies du développement qui sont transmises par le père de façon transgénérationnelle. Ces observations représentent un des premiers modèles des effets écotoxicologiques sur la santé des descendants transmis par le père.<br>Elevated levels of organochlorine, including pesticides and industrial compounds, some of which are known endocrine disruptors, have been reported in human and wildlife populations in Arctic. We hypothesized that early life exposure to Arctic organochlorine mixture, which contaminates Inuits, affects the reproductive development and function of subsequent generations in a paternally mediated manner on a rat model. Sprague-Dawley females (F0) were gavaged with Arctic concentrations of an organochlorine mixture (500 µg PCB/kg body weight/ 3X weekly) or corn oil (control) before mating with untreated males and until parturition of the F1 litters. After weaning, all F1 male pups were fed commercial chow and never directly exposed to organochlorine. At 90 days of age, F1 males (n = 15) were mated to 2 untreated females each to generate F2 fetuses (at 19.5 days of gestation) and pups. Males were similarly mated to produce the F3 and F2 generation. Prenatally-exposed F1 males and their sons F2 had abnormal reproductive organs, residual nipples, alteration of puberty onset, lower spermatid production per testis and less sperm in epididymis and were sub-fertile in compare with control males. All F3 and F4 males were identical to control males from the same generation. Despite this abnormality was not present in F1 generation, F2, F3 and F4 in organochlorine lineage were significantly more reached by situs inversus thoracalis than all control generations. From birth until adulthood, F2 from prenatally exposed F1 fathers have shown a growth delay compared to F2 control due to their smaller placenta. Prenatal organochlorine exposure alters F1 sperm DNA methylation and would involved in embryo development and might partly explain the developmental phenotype of F2 sons sired by prenatally-treated F1 organochlorine. Our results suggest that a prenatal exposure to Arctic concentrations of organochlorine of male ancestor resulted in a reproductive dysfunction but also developmental pathologies, which are transgenerational paternally mediated. These observations represent one of the first models of paternally mediated ecotoxicological effects on offspring health.

Les écosystèmes aquatiques constituent la destination finale des contaminants. Les organismes aquatiques sont ainsi impactés par un cocktail de molécules, dont les produits phytosanitaires. Le caractère perturbateur endocrinien (PE) de certains d’entre eux est particulièrement préoccupant. La présente étude explore les effets de pesticides modèles à potentiel PE – la chlordécone (CLD) et le pyriproxyfène (PXF), seuls et en mélange – chez le copépode estuarien Eurytemora affinis par des approches écotoxicogénomiques innovantes. En réponse aux PE, l’accent a été porté sur les effets de ces composés sur la reproduction, la croissance ou le développement. En parallèle, l’affinité des pesticides aux récepteurs aux oestrogènes et aux androgènes humains d’une part, et aux ecdystéroïdes d’autre part, a été étudiée grâce à des outils bio analytiques afin d’évaluer la pertinence de l’utilisation du potentiel PE défini par les tests cellulaires comme critère d’exclusion dans la réglementation européenne des pesticides. Ces travaux de thèse présentent, pour la première fois, les transcriptomes et protéomes d’E. affinis après exposition aux PE. Un effet sexe-dépendant a été observé par les deux approches « omics » révélant un plus fort impact des composés sur les copépodes mâles. Des gènes et protéines, impliqués dans le processus de mue et dans la gamétogénèse ont été identifiés comme candidats pour le développement de biomarqueurs moléculaires de PE chez les crustacés. Les tests cellulaires ont permis de mettre en évidence des interactions entre les contaminants et les récepteurs hormonaux. Toutefois, le screening de molécules par les tests YES/YAS/anti-YES/anti-YAS s’est heurté à quelques limites d’interprétations. Enfin, les résultats du test S2 EcR, souligne la pertinence de l'utilisation couplée de tests spécifiques d’un système endocrinien de vertébrés et d’invertébrés dans l’évaluation du risque des composés PE<br>Aquatic ecosystems constitute the chemicals’ final destination. Among the xenobiotics, endocrine disruptors (ED) are compounds of major concern. In this context, ED pesticides effects were investigated in the widespread copepod Eurytemora Affinis using ecotoxicogenomics technics. In response to PE pesticides, focus was made on reproduction, growth and development. In order to evaluate the endocrine activity, in vitro tests (YES/YAS/anti-YES/anti-YAS and S2 EcR) were used to screen the compounds alone and in mixtures. These results were discussed to evaluate the “cut off criterion” used in European assessment. This work presents for the first time, transcriptomes and proteomes of E. affinis after PXF and CLD –alone and in binary mixture- exposure. A sex dependent effect was observed by the two “omics” approaches. Male copepods were more impacted by contaminants than female copepods. Genes and proteins (e.g. chitin deacetylase, kelch protein) were identified as candidates for the development of ED molecular biomarkers. In vitro tests highlighted binding of pesticides with both vertebrate and invertebrate receptors. However, a toxicity for the highest concentrations tested and some limits for the interpretation of mixtures results were limiting in YES/YAS/anti-YES/anti-YAS assays. The last observation represents particularly a major concern for interpretation of the ED mode of action of environmental matrix. S2 EcR highlighted some complementary results about the mode of action of chemicals alone and in binary mixtures. These results accentuate the need to combine vertebrate specific test and invertebrate specific test in ED risk assessment

On considère généralement les biofilms comme des indicateurs biologiques d'alerte, les organismes les composant ayant des temps de génération relativement courts et présentant une grande diversité de preferenda environnementaux et de sensibilité aux altérations anthropiques. Dans ces travaux, les effets de pesticides sur les biofilms de rivière ont été étudiés à différentes échelles de représentativité, allant de mélanges complexes à faible dose en utilisant des extraits d'échantillonneur passif POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) à des molécules testées seules, en passant par des mélanges simples.L'exposition chronique et à faible dose aux extraits de POCIS a révélé des impacts au niveau de la croissance, de la structure (assemblages de diatomées) et du fonctionnement du biofilm en lien avec son exposition passée. De plus les expériences utilisant des molécules testées seules (pesticides et métabolites) et les mélanges simples ont permis de caractériser la toxicité relative des composés présents dans les extraits de POCIS en lien avec leur mode d'action et d'explorer la réponse de descripteurs encore peu utilisés en écotoxicologie comme la construction de Rapid Light Curves (RLCs).Ce travail confirme la pertinence de l'utilisation des extraits d'échantillonneurs passifs comme le POCIS pour mieux appréhender les effets des pesticides en mélanges sur le biofilm de rivière ainsi que l'intérêt des RLCs en tant que descripteur précoces d'exposition aux pesticides.

Le glyphosate, l’atrazine, et leurs principaux produits de dégradation (la déséthyl-atrazine ou DEA, et l’amino methyl phosphoric acid ou AMPA) sont parmi les pesticides les plus utilisés dans le monde et en France. Ils sont retrouvés en grande quantité dans plusieurs matrices environnementales dans les denrées alimentaires et les eaux de boisson.L’objectif de notre travail a été d’évaluer le potentiel génotoxique et mutagène in vitro et in vivo de ces quatre pesticides seuls et en mélanges, puis d’étudier les effets protecteurs d’un mélange d’extrait de plantes anti-mutagènes (Berberis vulgaris, Arctium lappa et Taraxacum officinalis) (DIG) sur la génotoxicité du mélange des quatre pesticides.Les résultats de notre étude in vitro ont montré que le potentiel génotoxique des pesticides dépend de leur environnement physico-chimique, et que les mélanges de pesticides peuvent révéler des propriétés génotoxiques bien plus importantes que celles prévisibles lors de l’exposition aux molécules individuelles avec survenue d’un effet cocktail. Les résultats de notre étude in vivo ont établi la puissante activité génotoxique et mutagène du mélange composé de quatre pesticides. Ils ont mis en évidence les effets cocktails qui peuvent se produire dans les mélanges de pesticides soulignant les limites des stratégies toxicologiques habituelles. Nous avons montré que les cellules cérébrales sont la principale cible des pesticides, probablement en rapport avec une importante sensibilité au stress oxydatif. Dans une troisième partie, nous avons démontré les effets protecteurs de DIG sur la génotoxicité/mutagénicité du mélange des quatre pesticides<br>Glyphosate, atrazine, and their main degradation products (desethyl-atrazine or DEA, and the amino methyl phosphoric acid or AMPA) are among the most widely used pesticides in the world and in France. They are found in large quantities in several environmental matrices but also in food and drinking water.The aim of our work was to evaluate the genotoxicity and mutagenicity in vitro and in vivo of these four pesticides, alone and in mixtures, and to study the protective effects of a mixture composed with extracts of anti-mutagenic plants (Berberis vulgaris, Arctium lappa and Taraxacum officinalis) (DIG) on the genotoxicity of the mixture of four pesticides.The results of our in vitro study showed that the genotoxic potential of pesticides depends on their physico-chemical environment, and that mixtures of pesticides can reveal genotoxic properties more important than those predictable during the exposure to individual molecules, with occurrence of a cocktail effect. The results of our in vivo study clearly established the powerful genotoxic and mutagenic activity of the mixture of four pesticides. They highlighted the cocktail effects that may occur in mixtures of pesticides, underlining the limits of conventional toxicological strategies based on an individual assessment of the molecules. We have shown that brain cells are the main target of pesticides, probably related to a significant sensitivity to oxidative stress. In the third part, we demonstrated the protective effects of DIG on the genotoxicity and mutagenicity of the mixture of four pesticides

Les consommateurs sont exposés à plusieurs résidus de pesticides présents simultanément via leur alimentation. L'exposition réelle des consommateurs aux mélanges de pesticides est mal connue, et l'évaluation des risques prend rarement en compte les effets possibles d'une multi-exposition à ces composés. L'objectif de ce travail de thèse était d'étudier in vitro le potentiel génotoxique de mélanges de pesticides, déterminés à partir de l'exposition alimentaire de la population française. Pour déterminer ces mélanges de pesticides, la co-exposition a été évaluée à partir de données provenant des plans nationaux de surveillance et de contrôle des résidus de pesticides dans les aliments, couplées aux données de consommation individuelle française (enquête INCA2). Un modèle statistique développé à l'ANSES a comparé ces co-expositions aux pesticides, et a défini des groupes d'individus aux niveaux d'exposition semblables. A partir de ces données, sept mélanges de pesticides ont été déterminés et leur potentiel génotoxique a été étudié sur quatre lignées cellulaires humaines (ACHN, HepG2, LS-174T, SH-SY5Y), à l'aide du test de génotoxicité H2AX. Ces mélanges ont été testés en proportions équimolaires et aux proportions reflétant l'exposition de la population. Les résultats obtenus ont été comparés avec l'effet des composés individuels. Seul un mélange, constitué de 5 composés, est génotoxique et uniquement sur la lignée HepG2. Par ailleurs, les résultats ont montrés que seul, deux composés du mélange, fludioxonil cyprodinil, sont génotoxiques. Il a également été montré un effet du mélange à faibles doses. De plus, l'analyse du potentiel génotoxique de 14 autres pesticides seuls, également sélectionnés à partir de la co-exposition, a permis d'identifier une famille de pesticides (méthyl-pyrazoles) capable d'induire des cassures double brin d'ADN sur deux lignées cellulaires humaines (Jurkat/ SH-SY5Y)<br>Consumers are exposed to several pesticide residues present simultaneously in food. This multi-exposure is insufficiently characterized and risk assessment procedures do not take into account appropriately the possible effects of contaminant mixtures. The purpose of this study was to investigate in vitro the genotoxic potential of pesticide mixtures relevant to the dietary exposure of the French population. In order to determine these mixtures, the French population co-exposure was estimated considering both food residue patterns originating from French food monitoring programs and French consumption survey (INCA2). Then, a statistic model was developed by ANSES to compare co-exposures, in order to define groups of individuals with similar pesticide exposure patterns. Based on these results, 7 relevant mixtures were determined and their genotoxic potential was screened in 4 different human cell lines (ACHN, HepG2, LS-174T, SHSY-5Y), using the genotoxic H2AX assay. Mixtures were tested at both equimolar concentrations and proportions reflecting the real diet contamination. The results were compared with the effects of individual compounds. One mixture, consisting of 5 compounds, was found to be genotoxic, only for HepG2. Data obtained with individual compounds showed that only two compounds from the mixture, namely fludioxonil and cyprodinil, were genotoxic. A mixture effect was observed at low doses. The screening of additional pesticides selected from the co-exposure characterization allowed to identify a family of pesticides (methyl-pyrazoles) able to induce DNA double strand break on two human cell lines (Jurkat/SH-SY5Y)

Les expositions environnementales aux pesticides chez la femme enceinte sont une préoccupation de santé publique. L’association d’analyses métabolomiques par RMN chez l’Homme et l’animal a permis de tester l’utilité de cet outil dans l’étude des mélanges complexes. Les empreintes métaboliques proviennent des urines et du sang de cordon de plus de 300 femmes de la cohorte PELAGIE (Bretagne) et des urines, sang, foie et cerveaux de rates et de leurs fœtus exposés par voie orale durant la gestation à 8 pesticides représentatifs des expositions humaines. Une discrimination des profils métaboliques a été observée chez l’Homme en fonction de l’exposition estimée par la part de cultures de céréales dans la commune. Les modifications métaboliques suggèrent un mécanisme osmo-protecteur lié à un stress oxydant. Les données animales ont confirmé ces observations avec des modifications évoquant un dysfonctionnement mitochondrial. Les conséquences sanitaires associées restent à étudier<br>Environmental exposure to pesticides is of growing interest in public health, especially in pregnant women. The combination of metabolomics analyses both in human and animal allows testing the utility of this tool in the study of complex mixtures and low-dose exposures. 1H NMR metabolic profiling was carried out on urinary samples collected at the first trimester of pregnancy and cord blood samples at birth for more than 300 women included in the PELAGIE cohort (Britany, France) and on urine, blood, liver and brain from rats and their fetuses orally exposed during the gestation to 8 pesticides representative of human exposures. Based on PLS-DA analyses, a good separation of the metabolic profiles was observed in human according to the percentage of area devoted to cereal crops in the town of residence. The metabolic modifications suggest an osmo-protective mechanism associated with an oxidative stress. Animal data confirmed this hypothesis with plasmatic, liver and brain metabolic changes suggesting a mitochondrial dysfunction. The associated health impacts are yet to be studied

Les données scientifiques actuelles suggèrent un déclin de la diversité et de l’abondance des insectes, y compris les abeilles domestiques Apis mellifera. Ces dernières sont confrontées à de fortes pertes de colonies dans plusieurs régions du monde telles que l’ouest de l’Europe et les États-Unis. De nombreuses études suggèrent que l’origine du déclin des colonies d’abeilles est multicausale et identifient les pesticides et les agents pathogènes comme étant les principaux contributeurs à ce déclin. La co-exposition des abeilles à de multiples pesticides et l’infection par plusieurs pathogènes constituent un phénomène courant. Cependant, les recherches sur les effets des mélanges de pesticides n’ont pas fait l’objet d’un intense développement. Ainsi, les travaux conduits dans le cadre de cette thèse ont été focalisés sur la détermination de la toxicité des mélanges de pesticides, appliqués à des niveaux d’exposition environnementaux, en présence d’un agent pathogène. Le choix s’est porté sur l’étude des interactions entre un insecticide néonicotinoïde, l’imidaclopride, un fongicide azole, le difénoconazole, et un herbicide, le glyphosate, en présence de l’agent pathogène Nosema ceranae. Les résultats des différentes études effectuées durant cette thèse, révèlent la complexité des études sur les mélanges de pesticides. Ces travaux nous ont permis de constater que les effets d’un mélange de pesticides peuvent fortement varier en fonction des concentrations des pesticides constituant le mélange. L’augmentation du nombre de substances et du niveau d’exposition, n’induit pas nécessairement une augmentation de la toxicité du mélange. De plus, les effets du mélange peuvent varier en fonction de la séquence d’exposition aux pesticides et de l’état sanitaire des abeilles. Les mélanges de pesticides affectent l’état physiologique des abeilles suite à une réponse systémique liée à des perturbations de mécanisme généraux tels que le stress oxydant. Cependant, ces trois pesticides, seuls et en mélanges n’ont aucun effet sur l’installation du microbiote intestinal à des niveaux d’exposition environnementaux<br>Current scientific findings suggest a decline in the diversity and abundance of insects, including the honey bee Apis mellifera. The latter are facing high colony losses in several regions of the world such as Western Europe and the United States. Numerous studies suggest that the origin of bee colony decline is multi-causal and identify pesticides and pathogens as the main contributors to this decline. Co-exposure of honey bees to multiple pesticides and infection by multiple pathogens are common phenomena. However, research on the effects of pesticide mixtures has not been extensively developed. Thus, the thesis work has focused on determining the toxicity of pesticide mixtures, applied at environmental exposure levels, in the presence of pathogens. The choice was made to study the interactions between a neonicotinoid insecticide, imidacloprid, an azole fungicide, difenoconazole, and a herbicide, glyphosate, in the presence of the pathogen Nosema ceranae. The results of the different studies, carried out during this thesis, reveal the complexity of the studies on pesticide mixtures. The work allowed us to notice that the effects of a pesticide mixture can vary according to the concentrations of the pesticides constituting the mixture. The increase of the number of substances and the level of exposure does not necessarily induce an increase of the toxicity of the mixture. Furthermore, the effects of the mixture may vary depending on the sequence of exposure to the different pesticides and the health status of the honey bees. Pesticide mixtures affect the physiological state of individuals as a result of a systemic response related to disturbances of general mechanisms such as oxidative stress. However, these three pesticides, alone and in mixtures, have no effect on the installation of the intestinal microbiota at environmental exposure levels

Les pesticides sont omniprésents dans la nature et peuvent présenter des dangers pour l'homme, exposé via son alimentation et son environnement au sens large. Huit mélanges de pesticides composés au total de vingt-huit molécules ont été étudiés, par référence aux bases de données nationale de contamination et d'exposition alimentaire à ces résidus, établies par l'ANSES. Le but de ce travail était d'évaluer les impacts cellulaires et moléculaires de ces pesticides seuls et sous forme de mélanges, après exposition de cellules d'origine humaine (primo-cultures d'hépatocytes et lignées HepaRG, HepG2 et hPXR/HepG2). Les paramètres toxicologiques retenus ont été les suivants : cytotoxicité en temps réel par la technologie d'impédance cellulaire, transactivation du récepteur nucléaire PXR et expression génique, notamment de ses gènes cibles. L'activation du PXR s'est révélée être un excellent biomarqueur pour évaluer les potentiels effets additifs, synergiques ou antagonistes résultant du mélange de pesticides par rapport à ceux des produits pris séparément selon un modèle mécanistique de concentration addition. Cette réponse s'avère en exellente adéquation avec l'induction du CYP3A. Les mélanges de pesticides présentent un effet cytotoxique et induisent l'expression temps- et concentration-dépendante des CYP3A, UGT1A1, P-ERK1. Ces résultats confirme l'hypothèse qu'en pertubant certaines voie de signalisation cellulaire, l'exposition chronique aux mélanges de pesticides pourrait favoriser l'occurrence de pathologies chez l'homme et ouvrent de nouvelles pistes de recherche<br>Pesticides are ubiquitous in nature, having the potential for toxic effects on human health via food and environmental. Eight pesticide mixtures of twenty eight pesticides were identified by using national database of food consumption and pesticide residues. The aim of this work was the risk assessment of selected pesticides and their mixtures combined effects which are likely to occur through actual French diet. In vitro perturbations in human cells (primary hepatocytes, HepaRG, HepG2 and hPXR/HepG2) were evaluated by using pregnane X receptor transactivation, real-time cellular impedance method (Electronic Sensor Technology) and other conventional cytotoxic and gene expression biomonitoring assays. The PXR tansactivation was found to be consistent with the abilities of chemical mixtures to induce CYP3A4 and was modelised to apply the concentration addition model. Our results indicate that PXR activation is a useful biomarker for assessing pesticide mixture risk assessment. Pesticide mixtures showed time and concentration dependent cytotoxic and gene expression (CYP3A, UGT1A1, P-ERK1/2) effects, indicating possible initiation of pathologies in humans. The present study may help to better understand the mechanisms involved in health hazard effects of multiple environmental contaminants. This could improve the quality of early evaluations of a product's safety to meet the standards required to reduce the risks to human health. Key words: Food toxicology, pesticide mixtures, cytoxicity, pregnane X receptor, human hepatocytes, real-time cell analyzer, hazards and risk assessment

Les pesticides sont des composés chimiques utilisés pour lutter contre des organismes considérés nuisibles dans l'agriculture et également dans d'autres secteurs (industries, collectivités territoriales, usage domestique). Les pesticides sont omniprésents dans l'environnement et l'exposition à ces composés est suspectée d'augmenter l'incidence de certaines pathologies telles que les cancers. A l'heure actuelle, l'exposition du consommateur à des mélanges de pesticides via l'alimentation suscite un intérêt croissant. Cependant, les connaissances en matière d'effets combinés des pesticides à des faibles doses sont encore très lacunaires. Au cours de nos études, nous avons tenté d'apporter des éléments de réponse en testant l'effet de mélanges de pesticides à des faibles doses tels qu'ils peuvent être apportés via l'alimentation, d'une part in vitro sur des cellules d'origine intestinale humaine et d'autre part sur le système hématopoïétique de souris exposées in vivo. Le développement de techniques appropriées relevant de la biochimie (dosages protéiques et enzymatiques), de la biologie (culture cellulaire, comptages, cytométrie de flux, Antibody arrays, western blot) et également des approches statistiques (Méta-analyse) nous a permis d'apporter des arguments sur la plausibilité d'une relation entre l'exposition aux pesticides et la santé. De plus, nos travaux ont ouvert différentes pistes de recherches relatives aux possibles mécanismes d'action de ces substances en mélange.

La viticulture génère un potentiel risque de toxicité pour les écosystèmes aquatiques. Dans ce contexte, cette thèse visait à : i) effectuer le screening de toxicité de pesticideschoisis sur des microalgues marines et la larve d’huître creuse ; ii) évaluer la toxicité de mélanges binaires de pesticides sur des microalgues marines via des approches demodélisation ; iii) comparer la toxicité de mélanges complexes issus de l’environnement d’étude par l’utilisation d’extraits d’échantillonneurs passifs de type POCIS. Des POCIS ont été déployés mensuellement, d’une part pour évaluer la contamination chimique du bassin versant expérimental de Marcillac (Gironde, France), d’autre part afin de les extraire pour en étudier le potentiel toxique. Les extraits constituaient un mélange complexe représentatif de la contamination chimique pour la station/période suivie. Un test de toxicité en microplaques a été optimisé pour permettre de répondre aux différents objectifs identifiés. Deux fongicides et un insecticide ont induit une très forte toxicité pour les larves d'huître. Deux herbicides et un fongicide ont induit une toxicité importante pour les microalgues testées. Des interactions additives, antagonistes et synergiques ont pu être mises en évidence. Les effets de ces mélanges sur la physiologie des microalgues étudiées ont également été évalués. Les extraits de POCIS ont induit une toxicité significative et variable en fonction des stations et périodes suivies. Les résultats obtenus au cours de cette thèse contribuent à améliorer nos connaissances sur les potentiels effets toxiques associés au transfert des pesticides issus de la viticulture vers les milieux aquatiques<br>Viticulture is responsible for a potential toxicity risk towards aquatic ecosystems. In this context, this thesis aimed to: i) perform a toxicity screening of chosen pesticidestowards marine microalgae and oyster larvae; ii) evaluate the toxicity of pesticides binary mixtures on marine microalgae using modelling approaches; iii) compare the toxicityof complex mixtures from the study site using POCIS passive sampler extracts. POCIS were deployed monthly, firstly to evaluate the chemical contamination of theexperimental watershed of Marcillac (Gironde, France), secondly in order to study the toxic potential of the extracts. The extracts constituted in a complex mixturerepresentative of the chemical contamination for the followed station/period. A toxicity test using microplates was optimized to meet the identified objectives. Two fungicidesand one insecticide induced a very strong toxicity for oyster larvae. Two herbicides and one fungicide induced a significant toxicity for the tested microalgae. Additive,antagonistic and synergistic interactions were highlighted. Effects of these mixtures on the physiology of the studied microalgae were also evaluated. POCIS extracts induceda significant toxicity that varied depending on the stations and periods considered. Results obtained during this thesis contributed to improve our knowledge towards thepotential toxic effects associated with the transfer of pesticides used in viticulture towards aquatic environments

Nous sommes exposés en permanence à des mélanges de xénobiotiques (composés étrangers à l’organisme) qui peuvent être des médicaments, des additifs alimentaires, des polluants, … Les études de toxicologie portent souvent sur un composé isolé et les combinaisons de produits sont rarement évaluées. En parallèle de la directive REACH, la commission européenne, en décembre 2009, a publié une note informative dans laquelle elle incite au développement d’outils pour prédire les effets toxiques d’une exposition simultanée à différents xénobiotiques et les conséquences au niveau de la santé humaine. Objectifs de l’étude : ce travail a pour but d’analyser les différences de l’expression des gènes après traitement par un composé seul, ou en mélange avec d’autres produits chimiques, dans des lignées cellulaires hépatiques humaines. Résultats : dans une première étude, nous avons étudié l’interaction de la dioxine, un polluant organique, qui lie le récepteur Ah (« Aryl hydrocarbon Receptor ») et de l’étoposide, une molécule anti-cancéreuse et génotoxique, qui active p53, un gène suppresseur de tumeur. Un prétraitement par la dioxine inhibe partiellement les effets de l’étoposide en diminuant l’activation de p53 et la mort cellulaire (diminution de l’activité des caspases-3 et 7). Cette interaction entre les deux xénobiotiques fait intervenir un marqueur métastatique, AGR2 (Anterior Gradient 2) qui est surexprimé dans de nombreux cancers. La dioxine augmente la quantité d’ARNm et de protéine de AGR2, après activation du AhR. Un site de fixation du récepteur a été mis en évidence dans le promoteur du gène AGR2. Grâce à des expériences d’invalidation de gène (siAGR2), nous avons validé l’ implication de AGR2 dans l’inhibition par la dioxine de l’effet cellulaire de l’étoposide. Dans une seconde étude, par une technique à grande échelle (Transcriptome) nous avons évalué les interactions entre la dioxine et l’alpha-endosulfan, un isomère d’un pesticide organochloré qui se lie aux récepteurs aux oestrogènes (ER) et au PXR (« Pregnane X Receptor »). L’expression des gènes du métabolisme des lipides est fortement diminuée après traitement par le mélange, tandis que les gènes liés au mécanisme de cancérogénèse ou à la protection contre les stress sont surexprimés. Conclusion : ces deux études ont mis en évidence des interactions entre différentes voies de signalisation cellulaires et les effets délétères pour la cellule suite à l’exposition à des mélanges des xénobiotiques