Tesis sobre el tema "Exposition aux perturbateurs endocriniens"

L'eau potable comme source d'exposition aux perturbateurs endocriniens (PE) est peu étudiée, notamment chez les personnes vulnérables comme les femmes enceintes, dont les modes de consommation d'eau évoluent pendant la grossesse. Les objectifs de la thèse étaient i) déterminer s'il existe une relation entre l'exposition prénatale hydrique aux PE, et la prévalence d'enfants ayant un petit poids de naissance pour leur âge gestationnel (PPAG) ou prématurés tenant compte des facteurs socio-économiques ; ii) estimer pour la première fois en France les usages de l'eau potable pendant la grossesse.Trois études épidémiologiques issues d'une cohorte rétrospective, ont été réalisées auprès de 13654 femmes enceintes ayant accouché dans les Deux-Sèvres entre 2005 et 2010. Une exposition hydrique aux doses moyennes de nitrates au deuxième trimestre augmentait le risque de PPAG, particulièrement chez les femmes résidant dans des quartiers favorisés. En revanche, aucune relation significative entre une exposition prénatale hydrique à la 2-hydroxyatrazine et le risque de prématurité n'a été montrée.Les usages de l'eau potable ont été évalués par un questionnaire administré en face-à-face auprès de 132 femmes enceintes françaises de la cohorte prospective EDDS. La consommation d'eau pendant la grossesse était stable et comprenait plus d'eau du robinet que d'eau embouteillée. Afin de reconstituer la dose absorbée en PE, ces résultats devront être couplés à des dosages environnementaux et dans les matrices biologiques.Ces travaux confirment l'intérêt de l'approche interdisciplinaire en santé environnementale et celui de l'éducation relative à la santé environnementale
Drinking-water as a source of exposure to endocrine disruptors, particularly in pregnant women whose water-use habits change during pregnancy, has seldom been studied. Our objectives were i) to study the possible relationship between prenatal exposure to endocrine disruptors in drinking water, socioeconomic factors and prevalence of neonates born small-for-gestational-age (SGA) or preterm birth ; ii) to estimate for the first time in France the water-use habits of pregnant women throughout pregnancy.Three epidemiologic studies from a retrospective cohort were carried out on 13,654 pregnant women who gave birth in Deux-Sèvres (France) between 2005 and 2010. An exposure to moderate dose of nitrates in drinking-water increased SGM risk, particularly for women living in less deprived areas. No relationship between prenatal exposure to 2-hydroxyatrazin in drinking-water and preterm birth risk was found.Water-use habits during pregnancy were assessed with a questionnaire on 132 women from the EDDS prospective cohort. Water ingestion was stable during pregnancy and tap water predominated over bottled water. In order to reconstitute the dose of pollutant intake from water, the results of this estimation by questionnaire will need to be merged with analytical dosages in waters and biological matrices.Our study confirms the interest of an interdisciplinary approach to environmental health and the key importance of education in that field

Les maladies chroniques de l’adulte (maladies cardiovasculaires, cancers, maladies respiratoires et diabète) tuent chaque année dans le monde 38 millions de personnes dont 16 millions avant l’âge de 70 ans. Jusqu’aux années 1990, l’origine de ces pathologies étaient associée au style de vie de l’individu : consommation de tabac, d’alcool, l’inactivité physique et un régime alimentaire déséquilibré. Depuis l’élaboration du concept de DOHaD, identifiant les origines développementales de la santé et des maladies, de nombreuses données montrent que les maladies chroniques de l’adulte ont, en partie, une origine très précoce pendant la période péri conceptionnelle (in utero, premières années de la vie). L’exposition, à cette période, à des déséquilibres alimentaires, des toxiques, des produits chimiques synthétiques perturbant les hormones endogènes (perturbateurs endocriniens, PEs) pourra impacter l’organisme en développement via des modifications épigénétiques qui retiennent la mémoire des facteurs environnementaux auxquels sont soumis les individus. Toutefois, les phénotypes et les mécanismes impliqués sont encore loin d’être décryptés. Au cours de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressée aux effets développementaux sur la prostate. En effet, le cancer de la prostate (CaP) est la deuxième cause de cancer et la 5° cause de mort par cancer dans le monde. Les données de la littérature montrent que les déséquilibres alimentaires (régime riche en graisse, HFD) et les PEs œstrogèno-mimétiques sont des facteurs de risque pour ce cancer. Nous avons développé un modèle expérimental de rats (jeunes adultes, 90 jours post-natal) exposés pendant la gestation jusqu’au sevrage à un HFD (60% de graisses), ou à un estrogène (estradiol benzoate, EB) pendant la période néonatale, ou bien à la combinaison des deux, pour explorer les effets sur la prostate (lobe ventral). L’exposition péri natale à l’EB ou à la combinaison EB+HFD diminue le poids de la prostate adulte. Cette anomalie est associée à une inflammation de la prostate modérée (HFD), importante (EB) ou massive (EB+HFD). L’infiltrat est composé essentiellement de macrophages et de lymphocytes T. Cette inflammation est associée à une augmentation dans la prostate du taux de cytokines pro-inflammatoires TNFa, CCL2/MCP1 (EB) mais aussi IL-6 (EB+HFD) ainsi qu’à une dérégulation de l’inflammasome NLRP3. NLRP3 est activé de façon chronique puisque l’on observe une sur expression de ses substrats IL-1b et IL-18. En conclusion, nous montrons que l’exposition péri conception à un estrogène ou à la combinaison RRG+EB programme des lésions prostatiques chez l’animal adulte. Chez l’homme, il est suggéré que des lésions inflammatoires chroniques (atrophie proliférative inflammatoire) seraient, comme pour d’autres organes, une première étape vers le début de la carcinogenèse. Ainsi, notre modèle expérimental permettrait l’étude des étapes précoces de la tumorigenèse prostatique
Non-communicable diseases (NCDs) including cardiovascular diseases, cancers, respiratory diseases and diabetes kill 38 million people worldwide every year, 16 million of them before the age of 70. Until the 1990s, the origin of these pathologies was associated with the lifestyle of the individual: consumption of tobacco, alcohol, physical inactivity and an unbalanced diet. Since the development of the concept of DOHaD, identifying the developmental origins of health and disease, number of evidence showed that NCDs have, in part, an early origin during the peri-conception period (in utero, first years of life). Exposure during this period to food imbalances, toxic chemicals, synthetic chemicals disrupting endogenous hormones (endocrine disruptors, EDCs) may impact the developing body through epigenetic changes imprinted by the environmental factors to which individuals are exposed. However, the phenotypes and mechanisms involved are still far from being decrypted. During this thesis, we focused on developmental effects on the prostate. In fact, prostate cancer (PCa) is the second leading cause of cancer and the fifth leading cause of death by cancer in the world. Data from the literature shows that dietary imbalances (High Fat Diet, HFD) and estrogen-like EDCs are risk factors for this cancer. We developed an experimental model of rats (young adults, 90 days postnatal) exposed during pregnancy until weaning to HFD (60% fat), or estrogen (estradiol benzoate, EB) during the neonatal period, or a combination of both, to explore the effects on the prostate (ventral lobe). Peri-natal exposure to EB or EB + HFD reduces the weight of the adult prostate. This abnormality is associated with low (HFD), moderate (EB) or massive (EB + HFD) prostate inflammation. The infiltrate is composed mainly of macrophages and T lymphocytes. This inflammation is associated with an increase in the prostate of pro-inflammatory cytokine TNFa, CCL2 / MCP1 (EB) but also IL-6 (EB + HFD) as well as a deregulation of the NLRP3 inflammasome. NLRP3 is chronically activated since its substrates IL1b and IL-18 were over expressed. In conclusion, we show that peri-conception exposure to an estrogen or HFD + EB combination programs prostatic lesions in adult animals. In men, it is suggested that chronic inflammatory lesions (proliferative inflammatory atrophy) would, as for other organs, be a first step towards the onset of carcinogenesis. Thus, our experimental model is relevant for the study of the early stages of prostatic tumorigenesis

Contexte: L'augmentation rapide de la prévalence de certains troubles du neurodéveloppement nécessite une meilleure compréhension des facteurs de risque modifiables de ces troubles. Les femmes enceinte sont constamment exposés à plusieurs des phénols et les phtalates qui sont des perturbateurs endocriniens liés à divers effets neurotoxiques dans les études toxicologiques. L'un des mécanismes sous-jacents à ces effets pourrait être une action de ces composés sur l’axe thyroïdien.Objectifs: 1) De documenter si l'utilisation de produits de soin personnel pourrait influencer les concentrations urinaires de biomarqueurs d’exposition aux phénols chez les femmes enceintes; 2) d’évaluer les associations entre l'exposition prénatale aux phénols et aux phtalates et le neurodéveloppement des enfants; et 3) d’évaluer les associations entre l'exposition prénatale aux phénols et aux phtalates et les concentrations d'hormones thyroïdiennes chez la femme enceinte et le nouveau-né.Méthodes: Ce travail s’appuie sur trois cohortes françaises complémentaires; l’étude SEPAGES-faisabilité pour lesquelles nous disposions de multiples échantillons d'urine et d'informations détaillées sur leurs utilisations de produits de soin, la cohorte EDEN avec les concentrations urinaires maternelles de phénols et phtalates et, l’information sur la neurodéveloppement des enfants et la cohorte SEPAGES avec les concentrations urinaires maternelles de phénols et phtalates et le taux d'hormones thyroïdiennes pendant la grossesse et à la naissance.Résultats: Le nombre total d'utilisation de produits de soin était associé à une augmentation des concentrations urinaires de bisphénol S et des parabènes mais pas des autres phénols.Aucun des composés étudiés n’était associé négativement aux scores de quotient intellectuel. Les concentrations urinaires maternelles de bisphénol A étaient associées à plus de symptômes de type troubles relationnels à 3 ans et de comportements de type hyperactif à 5 ans. Le MnBP était associé à une augmentation des scores liés aux troubles émotionnels et relationnels à 3 ans, tandis que le MBzP était lui associé à une augmentation des scores liés aux troubles internalisés et les troubles relationnels. Enfin lorsque les scores de comportement étaient étudiés en tant que variables binaires, une association entre le triclosan et les scores liés aux troubles émotionnels était observée à 3 et 5 ans.Les concentrations urinaires de bisphénol A étaient négativement associées aux concentrations de thyréostimuline (TSH) maternelles tandis que le MBzP, était lui positivement associé aux Z-scores de thyroxine totale et le triclosan négativement associé au ratio TT3/TT4. Lorsque les expositions étaient étudiées en terciles, des relations non linéaires ont aussi été observées entre le triclosan et la TSH (relation en U) et le MnBP et la TSH (U inversé). Pour les nouveau-nés, après stratification sur le sexe, les concentrations urinaires maternelles de bisphénol A étaient positivement associées au niveau de TT4 chez les garçons tandis que le triclosan était négativement associé à cette hormone chez les filles.Conclusion: Les associations positives entre l’utilisation de produits de soin et les concentrations urinaires de parabènes étaient en accord avec les études précédentes sur le sujet. Notre étude était la première à mettre en évidence de telles associations avec le bisphénol S. Les associations observées entre les expositions prénatales au bisphénol A et au DBP et le comportement avaient déjà été mis en évidence dans des études précédentes chez de jeunes garçons. Pour ce qui est du triclosan notre étude était la première à s’intéresser aux associations avec le comportement. Les composés associés au comportement dans la cohorte EDEN ont tous été associés à au moins une hormone thyroidienne dans la cohorte SEPAGES, suggérant une possible perturbation de l'homéostasie des hormones thyroïdiennes
Context: The increase in the prevalence of neurodevelopmental disorders warrants identification of the possible underlying modifiable risk factors. Pregnant women are constantly exposed to several phenols and phthalates that are endocrine disrupting chemicals and have been linked to various adverse neurodevelopmental outcomes in toxicological studies. One of the suggested mechanisms of neurotoxicity of these compounds is by disruption of the thyroid hormone pathway.Aims: 1) To document if the use of personal care products (PCP) could influence phenols biomarkers concentrations during pregnancy; 2) to assess associations between prenatal exposure to phenols and phthalates and child neurodevelopment; and 3) to assess associations between prenatal exposure to phenols and phthalates on the thyroid hormone levels of pregnant women and their newborns.Methods: We relied on three complementary cohorts; the SEPAGES-feasibility study with multiple urine samples and detailed, time-resolved information on PCP use, the EDEN cohort with maternal urinary concentrations of phenols, phthalates and information on child neurodevelopment and the SEPAGES cohort with information on gestational exposure to phenols and phthalates (assessed in 2 pools of 21 urine sample per participant) and levels of thyroid hormones levels during pregnancy and at birth.Results: The total number of PCP applications (without distinction) was positively associated with the parabens’ and bisphenol S urinary concentrations during pregnancy but not with other phenols assessed (benzophenone-3, triclosan and bisphenol A).No phenol or phthalate metabolite pregnancy concentration was negatively associated with IQ of boys at 5 years. Some associations with child behavior were observed at 3 and 5 years: Bisphenol A was positively associated with the relationship problems subscale at 3 years and the hyperactivity–inattention subscale scores at 5 years. Mono-n-butyl phthalate (MnBP) was positively associated with internalizing behavior, relationship problems, and emotional symptom scores at 3 years. Monobenzyl phthalate (MBzP) was positively associated with internalizing behavior and relationship problems scores at 3 years. After dichotomizing behavioral scores, triclosan tended to be positively associated with emotional symptom subscales at both 3 and 5 years.Regarding the associations with maternal hormones, bisphenol A was negatively associated with the Ln (TSH) z-score; MBzP, a metabolite of benzylbutyl phthalate (BBP), was positively associated with the TT4 z-score and triclosan was negatively associated with the TT3/TT4 ratio z-score. When biomarker concentrations were categorized in tertiles, we observed non-monotonic associations between TSH and triclosan (U-shape) and MnBP, a metabolite of di-n-butyl phthalate (DBP) (inverse U-shape). In newborns, only sex-specific effects were observed: bisphenol A was positively associated with the TT4 z-score in male newborns while triclosan was negatively associated with the TT4 z-score in females.Conclusion: Findings in this study concur with previous literature that PCPs use may contribute to exposure to parabens. Our study was the first to report associations between PCP use and bisphenol S, a substitute of bisphenol A. In line with previous studies, bisphenol A and various phthalates, including DBP and BBP exposure during pregnancy, were associated adverse behavioral symptoms among boys. Our study was the first to report adverse neurobehavioral effects in relation to triclosan exposure. The four compounds associated with adverse behavioral effects in EDEN were also associated with one or more thyroid hormone levels of mothers or newborns in the SEPAGES cohort, suggesting possible disruption of thyroid hormones homeostasis

Durant ma thèse, j’ai étudié l’implication d’un variant du récepteur aux œstrogènes α, ERα36, dans l’initiation et la progression du cancer du sein. Au laboratoire, son expression dans les cancers testiculaires avait été montrée comme étant inductrice de la prolifération cellulaire in vitro et in vivo après une exposition à un mélange de polluants environnementaux, considérés comme perturbateurs endocriniens oestrogéno-mimétique : les alkylphénols. Une analyse rétrospective d’échantillons de tumeurs mammaires a montré, par la modélisation de réseaux d’interactions géniques, que l’expression d’ERα36 était corrélée avec l’expression de marqueurs de migration cellulaire, caractéristiques de la progression tumorale. La surexpression d’ERα36 par transfection in vitro et dans un modèle unique de souris Knocked In exprimant ERalpha36 dans la glande mammaire ont montré qu’ERα36 est suffisant pour altérer le phénotype épithélial des cellules mammaires saines. Une exposition aux alkylphénols qui stimulent son expression endogène accentue les altérations cellulaires observées et contribue à l’acquisition transgénérationnelle de propriétés relatives à une transformation tumorale. Les analyses de ce projet pluridisciplinaire se sont appuyées sur des expertises biologiques, mathématiques et bioinformatiques et ont permis de mettre en évidence pour la première fois le rôle potentiel d’ERα36 dans l’initiation tumorale et de confirmer son implication dans la progression du cancer du sein. Enfin, nous avons montré que l’exposition à des doses environnementales d’alkylphénols lors de la période de périnatalité peut conduire à une modification transgénérationnelle de la différenciation de la glande mammaire sous le contrôle d’ERα36 et ainsi augmenter le risque de cancer mammaire
This work was dedicated to study how a variant of estrogen receptor α, ERα36, acts in initiation and progression of breast cancer. In the laboratory, his expression in testicular cancer was shown to stimulate cell proliferation in vitro and in vivo after environmental pollutant exposure. The compounds studied, the alkylphenols, are endocrine disruptors, interfering with normal estrogen signaling. Gene interaction network modelling from retrospective analysis of breast cancer samples showed that ERα36 expression was correlated with the expression of cell migration markers, typical of tumor progression. In vitro ERα36 overexpression and in a unique mouse Knocked In model, expressing ERα36 in the mammary gland, showed that ERα36 is sufficient to alter epithelial phenotype of normal breast cells. Alkylphenols exposure, that stimulated ERα36 endogenous expression, increased cellular alterations and contributed to transgenerational acquisition of properties related to neoplastic transformation. Analysis of this multidisciplinary project were based on biological expertise, mathematics and bioinformatic tools. These results enabled to highlight for the first time the potential role of ERα36 in tumor initiation and confirmed his involvement in breast cancer progression. Finally, we showed that exposure to environmental doses of alkylphenols during the perinatal period can lead to transgenerational modification of mammary gland differentiation under ERα36 control and eventually may increase breast cancer risk

L’objectif de ce projet a été de développer une approche bio-analytique permettant l’évaluation du danger inhérent à la multi-contamination de l’air intérieur en Ile-de-France. Des méthodes d’analyse chromatographique couplée à la spectrométrie de masse ont été développées et validées pour 62 composés d’intérêt présentant un potentiel perturbateur endocrinien (PE) avéré ou suspecté. Le potentiel PE a été évalué sur des bio-essais cellulaires de mesure de perturbation d’activité transcriptionnelle. Les résultats montrent que les familles de composés majoritaires dans l’air intérieur sont, par ordre décroissant : phtalates > muscs synthétiques > alkylphénols > parabènes. En outre, les composés sont prédominants en phase gazeuse, et les habitats les plus contaminés sont la crèche et la maison. L’air intérieur présente un potentiel PE de type œstrogénique, thyroïdien et anti-androgénique. En accord avec son profil de contamination, l’activité biologique de ce dernier se concentre majoritairement dans la phase gazeuse, et tend à être plus élevée dans la crèche et la maison. Une analyse dirigée par les bio-essais, ou effect-directed analysis (EDA), a été mise en œuvre pour identifier les composés cibles à l’origine des effets PE de l’air intérieur. Les composés suivants ont été identifiés comme étant potentiellement à l’origine d’effets PE observés : les phtalates, le méthyl-parabène, les alkylphénols, la cyperméthrine et les muscs synthétiques. Ce travail apporte des connaissances sur le danger inhérent à la multi-contamination de l’air intérieur ainsi que des données d’exposition utiles à une évaluation des risques sanitaires
The objective of this project was to develop a bio-analytical approach leading to the assessment of the inherent hazard of the indoor air multi-contamination. Chromatographic methods combined with mass spectrometry were developed and validated for 62 target molecules known or suspected as endocrine-disrupting (ED) compounds. The ED potential was assessed by cellular bioassays measuring perturbations of transcriptional activity. The data showed that the predominant families of compounds in indoor air were in the following descendant order: phthalates > musks > alkylphenols > parabens. The ED contaminants were mainly present in gaseous phase, and the most contaminated locations were the day nursery and the house. An estrogenic, thyroid and anti-androgenic potential was attributed to indoor air. In agreement with its contamination profile, the biological activity of the latter was concentrated predominantly in the gaseous phase, and tended to be higher in the day nursery and the house. An effect-directed analysis (EDA) was carried out to identify the target chemicals responsible for the ED effects of indoor air. The following chemicals were identified as being potentially responsible for the observed ED effects: phthalates, methyl-paraben, alkylphenols, cypermethrin and synthetic musks. This work provides both knowledge about the inherent hazard of the indoor air multi-contamination and exposure data useful in health risk assessment

Contexte : Les phtalates et les phénols sont des perturbateurs endocriniens. Les données concernant leurs effets sur la croissance fœtale et durant l'enfance sont limitées et suggèrent un effet dépendant du sexe de certains phénols sur le poids de naissance. Une des limites de ces études est l'estimation de l'exposition, basée sur la mesure de leurs concentrations dans un petit nombre d'échantillons d'urine maternelle. En raison de la faible persistance de ces composés chimiques dans l'organisme, les concentrations urinaires varient dans le temps. Les concentrations dosées dans d'autres matrices comme le liquide amniotique pourraient être pertinentes pour estimer l'exposition fœtale.Objectifs : Les objectifs de la thèse étaient : 1) d'étudier les impacts potentiels de l'exposition prénatale aux phénols et aux phtalates sur la croissance du fœtus et de l'enfant ; 2) de caractériser la variabilité des concentrations urinaires de phénols au long de la grossesse et de comparer les concentrations de phénols dosées dans le liquide amniotique et l'urine maternelle recueillis le même jour ; 3) de caractériser le biais et l'impact sur la puissance statistique de l'utilisation d'un faible nombre d'échantillons urinaires pour estimer les expositions. Méthodes : Les associations entre les phénols, les phtalates et la croissance ont été étudiées parmi un sous-effectif de la cohorte mère-enfant EDEN ayant accouché de garçons (n =520). La croissance fœtale a été estimée à l'aide d'échographies réalisées pendant la grossesse et de mesures à la naissance. La croissance postnatale a été modélisée à partir de mesures répétées normalisées, réalisées entre la naissance et 3 ans. Les biomarqueurs d'exposition aux phtalates et phénols ont été dosés dans les urines maternelles recueillies une fois pendant la grossesse. La variabilité des concentrations urinaires de phénols et la correspondance avec les concentrations mesurées dans le liquide amniotique ont été étudiées chez 71 femmes enceintes recevant une amniocentèse au centre médical Mount Sinaï (NY, États-Unis). Un échantillon d'urine maternelle a été recueilli le jour de l'amniocentèse, et à deux autres reprises pendant la grossesse. L'étude concernant les biais est basée sur des données simulées. Résultats : Les concentrations de triclosan étaient négativement associées à tous les paramètres de croissance mesurés à la troisième échographie (p ≤ 0,16) et avec la périmètre crânien à la naissance (β = - 1,4 mm, IC 95%; -2.8; 0.0). Les parabènes étaient associés positivement avec le poids à la naissance (p < 0,05). Le méthyle et propyle parabènes étaient aussi positivement associés au poids et à la circonférence abdominale à 3 ans (p-valeurs comprises entre 0,02 et 0,14). En ce qui concerne la variabilité des concentrations urinaires pendant la grossesse, les coefficients de corrélation intra-classe (ICC) variaient entre 0,48 et 0,62 pour l'ensemble des phénols sauf le bisphénol A (ICC = 0,11). Seuls la benzophénone-3 et le propyle parabène ont été détectés dans au moins 50 % des échantillons de liquide amniotique. Pour ces composés les concentrations dosées dans l'urine maternelle et le liquide amniotique, recueillis le même jour, étaient positivement associés. Dans le cadre d'une simulation, nous avons estimé que 5 échantillons d’urine étaient nécessaires pour estimer correctement l’exposition aux produits chimiques ayant un ICC de 0,6, tandis que pour des produits chimiques avec un ICC de 0,15, environ 25 échantillons étaient nécessaires.Conclusion : Un seul échantillon d'urine était disponible pour évaluer les expositions des femmes de la cohorte EDEN et nos résultats peuvent être affectés d'un biais résultant d'erreurs de classification des expositions, notamment pour le bisphenol A pour lequel nous avons observé une variabilité importante des concentrations. Néanmoins, notre étude suggérait un effet de l'exposition prénatale à certains phénols sur la croissance pré- et post-natale
Background: Phthalates and phenols belong to the family of short half-life endocrine disruptors. Data regarding their effects on fetal and early post-natal growth in Human are sparse and suggest a sex-specific effect of some phenols on birth weight. One of the limitations of these studies is exposure assessment usually based on the measurement of their concentrations in a small number of maternal urine samples collected during pregnancy. Because of their low persistence in the organisms and the likely episodic nature of the exposures, urinary concentrations of these chemicals are likely to vary. Chemical concentrations measured in alternative matrix, such as amniotic fluid, might be a relevant dosimeter of fetal exposure.Objectives: Objectives of the thesis were: to study the potential effects of prenatal exposures to phenols and phthalates on pre- and early post-natal growth; to characterize variability in maternal urine concentrations of phenols throughout pregnancy and to compare phenol concentrations in amniotic fluid to those measured in maternal urine collected same day; to characterize the impact of increasing the number of measurements to estimate exposure on bias and statistical power of epidemiological studies.Methods: Associations between phenols, phthalates and growth were studied among a subsample of pregnant women of the French EDEN cohort delivered boys (n =520). We measured fetal growth with ultrasound (three times during pregnancy) and birth measurements. We used standardized measures acquired between birth and 3 years of age to model postnatal growth. We measured biomarkers of phthalates and phenols in maternal urines collected once during pregnancy: 191 women were assessed in 2008 and 410 other women in 2012 (ntot = 601). Variability in phenol urine concentrations and relationship between concentrations measured in amniotic fluid and maternal urine collected on the same day were studied among 71 pregnant women presenting for an amniocentesis at the Mount Sinai Medical Center (NY, USA). Maternal urine was collected at the time of the amniocentesis appointment, and on two subsequent occasions. Urine and amniotic fluid were analyzed for nine phenols.The study aiming at characterizing bias was based on simulated data. Results: Among the subsample of 191 pregnant women from the EDEN cohort, we observed a negative association between dichlorophenols and birth weight and a positive association between benzophenone-3 and birth weight. The associations with dichlorophenols were not replicated in the larger subsample of the EDEN cohort (n = 520). Triclosan concentration was negatively associated with all of the growth parameters measured at the third ultrasound examination (p ≤ 0.16) and with head circumference measured at birth (β = - 1.4 mm, 95% CI; -2.8; 0.0). All of the parabens were positively associated with weight at birth (p < 0.05). These associations remained in childhood for methyl- and propyl-parabens. Regarding the variability in phenol urinary concentrations during pregnancy, the intraclass correlation coefficients (ICC) ranged between 0.48 and 0.62 for all phenols except bisphenol A (ICC = 0.11). Only benzophenone-3 and propylparaben were detectable in at least half of the amniotic fluid samples; for these phenols, concentrations in maternal urine and amniotic fluid were positively associated. In a simulation study, we estimated that 5 samples will be needed to correctly estimate exposure to chemicals with ICC of 0.6, while for chemicals with ICC of 0.15 around 25 samples would be needed.Conclusion: We only had spot urine sample to assess exposure in the EDEN cohort and findings may be affected by exposure misclassification, especially for bisphenol A for which we observed high variability in urine concentrations. Nevertheless, our study lends support to a potential effect of prenatal exposure to some phenols on pre- and early post-natal growth

Un certain nombre d'études ont étudié le lien entre cancer du sein et exposition aux dioxines et au cadmium. Toutefois, les résultats de ces études ne sont pas concluants et présentent des limites méthodologiques. L'objectif principal de cette thèse était de développer un indicateur spatial permettant d'estimer les expositions atmosphériques chroniques aux dioxines et au cadmium des femmes issues de la cohorte E3N en France, entre 1990 et 2008. Nous avons créé une base de données de 2620 sources de dioxines et 2700 sources de cadmium et estimé et géolocalisé leurs émissions. L'estimation des émissions à la source et leur localisation ont servi de base pour la construction de l'indicateur spatial. Nous avons identifié une sélection de paramètres permettant d'obtenir un accord « substantiel » entre les classifications des expositions des femmes de la cohorte E3N, localisées à l'adresse de résidence, estimées avec l'indicateur, et avec le modèle gaussien SIRANE. En utilisant le modèle SIRANE, nous avons également étudié la variabilité spatio-temporelle (1990-2008) des concentrations de dioxines et de cadmium sur la métropole de Lyon. Pour la première fois des concentrations modélisées ont été comparées à des mesures de concentrations de dioxines en air ambiant. L'indicateur développé dans cette thèse a été utilisé pour estimer le risque de cancer du sein associé à l'exposition atmosphérique aux dioxines dans une étude cas-témoins niché au sein de la cohorte E3N. Il est utilisé actuellement dans une étude sur le lien entre exposition au cadmium et risque de cancer du sein, et pourra être appliqué dans de futures études portant sur d'autres polluants ou d'autres pathologies
A number of studies have examined the link between breast cancer and exposure to air pollution, including dioxins and cadmium. However, the results of these studies are inconclusive and present a number of methodological limitations. The main objective of this thesis was to develop a spatial indicator to assess chronic atmospheric exposure to dioxins and cadmium of women from the E3N cohort in France between 1990 and 2008. We first performed an inventory and created a database of 2620 dioxins and 2700 cadmium emitting sources in France between 1990 and 2008 and estimated and geolocated their annual emissions. The location of the sources and their estimated emissions were used as the basis for the construction of the indicator. Combination of additional spatial parameters, allowed us to obtain a "substantial" agreement between the dioxin and cadmium exposure classifications of the E3N subjects geolocalised at their residential address, using the estimated bythe indicator and exposures estimates derived from the Gaussian model. We also evaluated the spatial-temporal variability of dioxin and cadmium concentrations over nearly two decades in the Lyon metropolitan area, taking into account a wide variety of source types. This is the first study comparing concentrations predicted by a dispersion model to dioxin concentrations measured in ambient air. The exposure indicator was used in a case-control study within the E3N cohort to estimate the risk of breast cancer associated with atmospheric exposure to dioxins. It is currently being used in another study on cadmium exposure and breast cancer risk and may be applied in future studies on other pollutants or pathologies

Les perturbateurs endocriniens sont des substances chimiques, d'origine naturelle ou synthétique, susceptibles de modifier le fonctionnement d'une partie du système endocrinien et de provoquer des effets néfastes sur la santé d'un organisme ou de sa descendance. Parmi ces substances, les plus étudiées sont celles capables de se lier aux récepteurs aux œstrogènes (ERs) et d'induire ou moduler une réponse relayée par ce récepteur. Ces xéno-œstrogènes ou œstrogènes mimétiques proviennent essentiellement de l'industrie, de l'agriculture et des rejets urbains. Ils sont présents dans les eaux de surface, les sédiments de rivière et dans les effluents de station d'épuration. Par contre, si on commence à avoir des renseignements sur les effets environnementaux, les substances mises en cause sont rarement identifiées. De nombreux tests biologiques in vivo et in vitro ont été développés pour évaluer le potentiel d'un xéno-biotique à interagir avec le système endocrinien. Afin d'améliorer les méthodes existantes et de permettre la détection et l'identification de ces xéno-œstrogènes environnementaux, nous avons établi des lignées cellulaires bioluminescentes à partir de cellules MCF-7 ou HeLa, dans lesquelles le gène rapporteur de la luciférase est exprimé sous le contrôle des œstrogènes. Ces modèles cellulaires nous ont permis de mesurer l'activité de xéno-œstrogènes et d'étudier la spécificité de ligands environnementaux pour les isotypes du récepteur aux œstrogènes humain (ERa ou ERb) ou le récepteur de la truite arc-en-ciel (rtER). Pour étudier l'effet in vivo des xéno-œstrogènes, nous avons réalisé des xéno-greffes de ces cellules bioluminescentes chez la souris nude mâle. Ce modèle d'analyse nous permet de prendre en compte l'accumulation et le métabolisme dans l'organisme de ces xéno-œstrogènes. Enfin, pour détecter et identifier les composés responsables de ces activités œstrogéniques dans les échantillons biologiques, nous avons mis au point une méthode de concentration et de purification spécifique des œstrogènes par du récepteur aux œstrogènes recombinant immobilisé sur sépharose.

Durant la dernière décennie, la problématique de santé liée aux perturbateurs endocriniens (PE) s'est étendue à la toxicité des mélanges. L'objectif de ce travail était de définir les conséquences d'une exposition continue à des cocktails des PE, à des doses faibles et définies comme "non nocives " par les autorités réglementaires. Des mélanges associant la génistéine, la vinclozoline, et le Bisphénol A, ont fait l'objet d'étude intégrative et multi-générationnelle chez le rat qui prend en compte le comportement maternel, le comportement alimentaire et le développement. Nos résultats montrent que ces mélanges peuvent: a) diminuer le comportement maternel, b) modifier les préférences gustatives (sucré, salé), c) affecter le développement dès la période utérine (malformations) jusqu'à l'âge adulte (surpoids), d) perturber le bilan métabolique (femelles) et l'expression par la glande salivaire de gènes codant des protéines impliquées dans la gustation, d'engendrer des effets épigénétiques sur sur la génération F2 non exposée. L'étude in vitro confirme que la Génistéine et/ou la Vinclozoline, introduites durant l'induction de la différenciation adipocytaire affectent le développement des 3T3-L1et leur activité endocrine (leptine; triglycérides), et révèle que la Vinclozoline potentialise l'effet anti-adipogénique de la Génistéine.En conclusion, ce travail montre qu'une exposition à des mélanges de PE peut altérer le comportement et le développement, et prédisposer l'organisme à développer des maladies métaboliques telles que le diabète et l'obésité, mais que les propriétés hormonales de chaque composant ne sont pas prédictives des effets cocktails

Le bisphénol A (BPA), ubiquitaire dans l'environnement, est reconnu comme étant un perturbateur endocrinien (PE). La forte réactivité du BPA avec le chlore entraine la formation de dérivés chlorés du BPA (ClxBPA), possédant une activité perturbatrice endocrinienne supérieure au BPA. En santé environnementale, l'évaluation du risque chez l'homme implique notamment la mise en place d'études de biomonitoring et de toxicocinétique nécessitant l'analyse des micropolluants environnementaux dans les milieux biologiques.Afin d'estimer l'exposition des populations au BPA et ClxBPA, une méthode d'analyse par LC-MS/MS du BPA et des ClxBPA non conjugués a été validée dans l'urine. Cette méthode a ensuite été modifiée afin d'améliorer la rapidité et la sensibilité du dosage, et a été appliquée à la mesure de l'exposition aux PE dans une cohorte de femmes enceintes.L'étude de la toxicocinétique du BPA montre la formation de dérivés conjugués, éliminés par voie urinaire. Classiquement, pour la mesure des dérivés conjugués, des méthodes indirectes utilisant la déconjugaison enzymatique sont proposées. Dans ce cadre, nous avons développé une méthode originale permettant de valider l'efficacité de la déconjugaison. Si la mesure indirecte des métabolites après déconjugaison semble plus aisée, il reste néanmoins plus rationnel de doser directement l'analyte recherché. C'est pourquoi, après synthèse des substances étalons, nous avons pu développer, pour la 1ère fois, une méthode de dosage des dérivés glucuronides et sulfates du BPA et du Cl2BPA dans l'urine.Ce travail propose, à travers notamment le développement de méthodes d'analyse, des outils fiables pour la mesure de l'exposition aux PE
Bisphenol A (BPA), a well-known endocrine disruptor (ED), is ubiquitously found in the environment. The high reactivity of BPA with chlorine results in the formation of chlorinated derivatives of BPA (ClxBPA), having a higher endocrine disrupting activity than BPA. In the field of environmental health sciences, human risk assessment implies, in particular, to perform biomonitoring and toxicokinetic studies requiring the analysis of environmental micropollutants in biological matrices. To estimate population exposure to BPA and ClxBPA, a LC-MS/MS method to assay BPA and ClxBPA was validated in urine. This method was then modified to improve the speed and sensitivity of the assay, and was applied to the measurement of ED exposure in a cohort of pregnant women.Toxicokinetic studies of BPA report the formation of conjugates, excreted in urine. Conventionally, for the measurement of conjugated derivatives, indirect methods using enzymatic deconjugation are proposed. In this context, we have developed an original method for validating the deconjugation efficiency.If the indirect measurement of metabolites after deconjugation appears easier, it is more rationale to assay directly the metabolite. Therefore, after synthesis of analytical standards, we were able to develop, for the first time, a method for assaying glucuronides and sulfates BPA and Cl2BPA derivatives in urine.This work offers, especially through the development of analytical methods, reliable tools for assessing human exposure to ED

L'agriculture intensive homogénéise le paysage et réduit la part des habitats naturels, altérant ainsi l'écologie de la faune sauvage. Outre cette fragmentation du paysage, l'agriculture intensive est responsable du rejet de produits phytosanitaires dans les milieux non-cibles, comme les milieux aquatiques particulièrement touchés par cette contamination. Les phénomènes de ruissellement ou d'érosion des sols transfèrent ces molécules vers les milieux aquatiques. Les pesticides peuvent s'accumuler en grande quantité́ dans les milieux à faible courant tels les étangs ou les mares, constituant potentiellement des pièges écologiques pour les espèces y habitant. Les amphibiens sont des espèces indicatrices de leurs écosystèmes et sont particulièrement sensibles aux intrants agricoles, notamment parce qu’ils sont caractérisés par une peau particulièrement perméable. En outre, une partie de leur cycle de vie complexe (bi-phasique) a lieu dans les environnements lentiques potentiellement soumis à la contamination. Pendant ma thèse, j’ai étudié les effets des activités agricoles sur une espèce d’amphibien répandue en milieu agricole et forestier, le crapaud épineux (Bufo spinosus). Pour comprendre les conséquences des activités agricoles sur l'écologie et la physiologie de cette espèce, j’ai étudié les effets des caractéristiques de l’habitat (structure et contamination) sur différents stades de développement (embryons, larves, adultes). Afin de remplir ces objectifs, j’ai utilisé deux approches méthodologiques : (i) une approche de terrain visant à mesurer les différences morphologiques et physiologiques de populations de mâles adultes selon des habitats constrastés ; puis, (ii) des expérimentations en conditions contrôlées afin de distinguer les effets de la phase d’exposition et de la concentration des différents contaminants sur les phases clefs du développement de cette espèce. Les résultats indiquent que les populations de mâles adultes montrent des relations allométriques différentes selon l’habitat (agricole, intermédiaire ou forestier) et que ces différences résultent probablement de processus liés à la plasticité phénotypique. En effet, les analyses préliminaires de génétique de population ne détectent pas de divergence génétique entre les populations étudiées ce qui suggère que les caractéristiques physiques ou chimiques de l’habitat entraînent des normes de réactions différentes chez les populations. Les relations allométriques observées pourraient être la résultante, au moins en partie, d’une plasticité développementale due à la contamination environnementale des sites de reproduction. Les études de l’exposition à deux herbicides (un métabolite de contaminant historique et un contaminant émergent) sur les phases de développement de cette espèce nous a montré que la contamination entraîne de la variabilité dans les réponses morphologiques (taille et proportion corporelle), physiologiques (stress oxydant) et comportementales qui suggèrent des mécanismes de perturbation endocrinienne opérants à très faible concentration. De plus, la contamination influence négativement des proxys de la fitness chez les individus exposés (taille et masse à la métamorphose, survie) ce qui pourrait à terme altérer le recrutement, la reproduction et la pérennité des populations de crapauds épineux
Intensive agriculture homogenizes landscape and reduces the proportion of natural habitats, thus altering wildlife ecology. In addition to landscape fragmentation, intensive agriculture is responsible for the release of chemicals into non-target environments, such as aquatic environments, which are particularly affected by this contamination. The transfer of these molecules to aquatic environments occurs though runoff or soil erosion. Pesticides can accumulate in large quantities in slow-flux habitats such as ponds and vernal-pools, potentially creating ecological traps for the species that inhabit them. Amphibians are sentinel species of their ecosystems and are particularly sensitive to agricultural chemicals, especially because of their particularly permeable skin. In addition, part of their complex (biphasic) life cycle takes place in lentic environments, which are likely to be highly contaminated. During my thesis, I studied the effects of agricultural activities on an amphibian species that is widespread in agricultural and forest environments, the spined toad (Bufo spinosus). To understand the consequences of agricultural activities on the ecology and physiology of this species, I studied the effects of habitat characteristics (structure and contamination) on different developmental stages (embryos, larvae, adults). To achieve these objectives, I used two methodological approaches: (i) a field approach to measure morphological and physiological differences of adult male populations in contrasting habitats; and, (ii) an experimental approach under controlled conditions to distinguish the effects of exposure period and concentration of different contaminants on key developmental phases of this species. The results indicate that male adult populations show different allometric relationships depending on the habitat (agricultural, intermediate or forest) and that these differences probably result from evolutionary mechanisms related to phenotypic plasticity. Indeed, preliminary population genetic analyses do not detect genetic divergence among the populations studied, suggesting that physical or chemical habitat characteristics result in different response norms among populations. The observed allometric relationships could be the result, at least in part, of developmental plasticity due to environmental contamination within breeding sites. Studies of exposure to two herbicides (a legacy contaminant metabolite and an emerging contaminant) over ontogeny in this species showed us that contamination results in variability in morphological (size and body proportion), physiological (oxidative stress) and behavioral responses that suggest that there may be endocrine disruption mechanisms operating at very low concentrations. In addition, contamination negatively influences fitness proxies in exposed individuals (size and mass at metamorphosis, survival) which could ultimately alter recruitment, reproduction and population sustainability of spined toads

Une problématique a été soulevée ces dernières années quant aux effets néfastes potentiels pouvant résulter de l'exposition à des substances chimiques ayant la capacité d'interférer avec le système endocrinien. Notre projet consistait à étudier dans quelle mesure l'ingestion d’hormones stéroïdes via l’alimentation peut représenter un risque pour l’enfant prépubère. Dans un premier temps, une nouvelle stratégie analytique pour la mesure d’hormones stéroïdes à l’état d’ultra-traces (ng. L-1) dans les aliments et dans des matrices biologiques complexes tel que le sérum a été développée. Dans un second temps, l'application de la méthode développée à des aliments (lait, œuf, viande) a permis de caractériser l’apport alimentaire en hormones stéroïdes de cette population. Enfin, la quantification des androgènes et estrogènes dans plus de 120 échantillons de sérum d’enfants âgés de 6 à 16 ans a donné accès aux concentrations plasmatiques circulantes en hormones stéroïdes, et donc à la production endogène de cette population. Finalement, une première interprétation de ces données, dans un cadre général d’appréciation du risque lié à ces composés est présentée, en lien avec les différentes recommandations du Codex Alimentarius et de la FDA
Global concerns have been raised in recent years over the potential adverse effects that may result from exposure to chemicals that have the capacity to interfere with the endocrine system. Our main purpose was to investigate in what extent food intake of steroid hormones can represent a risk for prepubertal children. At first, a new analytical strategy for the measurement of steroid hormones at ultra-trace level in food and complex biological matrices was developed. Subsequently, steroid measurements in various food products (milk, egg and meat) were performed in order to evaluate the food intake in steroid hormones for this population. Then, the quantification of the main androgens and estrogens in more than 120 serum samples of children aged from 6 to 16 years gave access to the steroid plasmatic hormonal rates and consequently to the daily endogenous production of this population. A first interpretation of these data in term of risk assessment is also provided, in connection with existing CODEX, JECFA and FDA recommendations regarding maximal acceptable daily intake for estradiol

Les réseaux neuroendocrines qui contrôlent la reproduction sont mis en place pendant le développement sous l’action des stéroïdes sexuels endogènes. Toute perturbation de l’équilibre hormonal pendant ces phases critiques pourrait être à l’origine de troubles de la fonction de reproduction chez l’adulte. Ce travail vise à identifier l’impact d’une exposition développementale à un oestrogène de synthèse, l’éthinyloestradiol (EE2), sur les réseaux neuroendocrines et les conséquences physiologiques et comportementales chez l’adulte et sa descendance. Nos résultats ont montré que l’EE2 induit des perturbations des comportements sexuels chez les mâles et chez les femelles et une modification des réseaux hypothalamiques à GnRH et des neurones à calbindine qui contrôlent la physiologie et les comportements reproducteurs. Nous avons également montré que certains effets de l’EE2 sont transmis jusqu’à la quatrième génération, mettant ainsi en évidence le caractère transgénérationnel de ces perturbations. Ces résultats mettent en évidence la sensibilité des réseaux neuroendocrines aux perturbateurs endocriniens et la nécessité de prendre en compte ces paramètres dans l’évaluation de leurs effets sur la santé et la reproduction
Neuroendocrine networks controlling reproductive function are established during development by the action of endogenous sex steroids. Any disturbance in the hormone balance during these critical phases may cause several disorders in reproductive function in adulthood. This work aims at identifing the consequences of a developmental exposure to the synthetic pharmaceutical estrogen ethinylestradiol (EE2) on the neuroendocrine and behavioral outcomes of the reproductive function in adult individuals and their offspring. Our findings showed that EE2 induced disturbances of sexual behaviors in males and females and modified the GnRH and the calbindin hypothalamic networks of exposed animals. We also showed that some effects of EE2 were transmitted up to the fourth generation, pointing out the transgenerational character of certain effects. All these results highlight the sensitivity of neuroendocrine networks to endocrine disruptors and the need to consider these parameters in assessing their effects on health and reproduction

Les gonades constituent une cible vulnérable pour les perturbateurs endocriniens. L’objectif de ce travail a donc été d’identifier in vivo, des marqueurs clés de la fonction de reproduction mâle et femelle aussi bien en période de différenciation et de détermination sexuelle qu’à l’âge adulte, au sein des modèles souris sauvage (WT) et déficient en aromatase (ArKO), traités à la vinclozoline (VCZ) ou au méthoxychlor (MXC). Nos résultats montrent une altération simultanée de la voie de régulation de la différenciation sexuelle au niveau du sexe phénotypique par inhibition de l ’aromatase et de l’AMH après traitement à la VCZ alors que celui au MXC permet de mettre en évidence le rôle protecteur des oestrogènes endogènes chez les animaux WT, résultats confirmés chez les animaux adultes. Ces travaux ont également permis de mettre en avant l’intérêt du récepteur à la progestérone comme marqueur d’effet oestrogénique et de proposer l’hypothèse d’une autre voie de synthèse des oestrogènes
The gonads are a sensitive target to endocrine disrupters. The goal of this study was thus to identify, in vivo, the key markers of both male and female reproductive function, during either sexual differentiation and determination, or at adult stage, in wildtype mouse model (WT) and deleted for the aromatase gene (ArKO), after treatment to either vinclozolin (VCZ) or methoxychlor (MXC). Our results showed an alteration of the regulation pathway of the sexual differentiation at the level of the phenotypic sex following the inhibition of both aromatase enzyme and AMH after VCZ treatment while MXC treatment makes it possible to highlight the protective role of endogenous estrogens in young WT animals, results confirmed in adult animals. These works also allowed to make it possible to propose the interest of the progesterone receptor as a maker of estrogenic effect and to propose the hypothesis of an additional way of estrogens synthesis

Les phénols et les phtalates incluent des composés très largement utilisés dans des produits de la vie quotidienne. Une grande partie de la population générale y est donc largement exposée. Ces composés sont suspectés d’être des perturbateurs endocriniens et des effets sur la santé chez l’Homme ont été rapportés, notamment après une exposition périnatale. Les études épidémiologiques sur les effets sur la santé humaine reposent généralement sur un faible nombre de biospécimens pour estimer l’exposition. Cependant, la variabilité intra-individuelle des phénols et des phtalates est potentiellement forte, ce qui peut entraîner une mauvaise classification de l’exposition dans les études sur les effets des phénols et des phtalates et limite leurs conclusions. La variabilité intra-individuelle des phénols et des phtalates au cours de la grossesse n’est pas très bien caractérisée à l’heure actuelle.L’objectif de cette thèse est d’explorer l’exposition aux phénols et aux phtalates et plus précisément : 1) d’étudier les associations entre une telle exposition pendant la grossesse et la santé respiratoire de l’enfant au cours de ses premières années de vie ; 2) de caractériser la variabilité temporelle intra-individuelle de ces composés au cours de la grossesse ; et 3) d’évaluer l’efficacité d’une approche basée sur le pooling intra-sujet d’un nombre réduit d’échantillons journaliers pour estimer l’exposition.Les associations entre l’exposition aux phénols et phtalates et la santé respiratoire reposent sur n = 587 couples mèresenfants de la cohorte prospective française EDEN. Les développements sur l’estimation de l’exposition au cours de la grossesse s’appuient sur n = 16 femmes enceintes ayant participé à l’étude de faisabilité de la cohorte SEPAGES.Les travaux de cette thèse quantifient la variabilité intra-individuelle des concentrations urinaires des biomarqueurs d’exposition aux phénols et des phtalates au cours de la grossesse pour des échelles de temps variées (du jour à plusieurs mois). Ils confirment empiriquement que cette variabilité peut biaiser fortement les fonctions doses-réponses dans les études épidémiologiques explorant les effets de l’exposition fœtale à ces composés chez l’Homme.Les résultats de cette thèse enrichissent la littérature émergente sur les effets des expositions précoces aux phénols et phtalates sur la santé respiratoire de l’Homme. Cependant, notre étude ainsi que la plupart des recherches précédentes sont potentiellement limitées par les problématiques liées à la mesure de l’exposition. Ce travail souligne l’importance de stratégies d’échantillonnage des biomarqueurs d’exposition plus élaborées pour l’étude de ces composés dans de futures études épidémiologiques. Ces résultats sont aussi pertinents en dehors du contexte de la grossesse et pour d’autres composés non-persistants. De nouvelles approches, telles que le pooling répété pour chaque sujet d’un petit nombre de biospécimens journaliers, validé dans cette thèse, sont nécessaires pour caractériser efficacement l’impact des composés non-persistants sur la santé de l’Homme
Phenols and phthalates include chemicals widely used in daily-life products, resulting in ubiquitous exposure of the general population. There is growing concern regarding the effects on human health of these compounds, suspected to be endocrine disruptors, particularly during early life. Epidemiological research on the health effects of phenols and phthalates in offspring generally rely on a few biospecimens to assess exposure. These studies are limited by the possibly strong within-subject variability, which may result in exposure misclassification. The within-subject variability in the context of pregnancy and its possible impact on dose-response functions are poorly characterized.The aim of this thesis was to study the exposure to several phenols and phthalates during pregnancy by: 1) investigating the possible associations between this exposure and respiratory outcomes in childhood; 2) characterizing the temporal within-subject variability of these compounds during pregnancy; and finally 3) studying the efficiency of a within-subject pooling approach using a small number of daily biospecimens for exposure assessment.Associations between exposure to phenols and phthalates and respiratory health relied on n = 587 mother-child pairs from the French EDEN prospective cohort. Developments about the assessment of exposure during pregnancy relied on n = 16 pregnant participants of the SEPAGES-feasibility study who had collected all their urine samples for three weeks.This work quantified the within-subject variability of phenol and phthalate biomarker concentrations during pregnancy over various time scales (day to months), and confirmed empirically that this variability is likely to strongly bias the doseresponse functions in human-based epidemiological studies exploring the effects of gestational exposure to these chemicals.This thesis adds to the emerging literature on respiratory health impacts of early-life exposure to several phenols and phthalates. However, as for most studies on the human health effects of phenol and phthalate exposure, it is potentially challenged by this exposure assessment issue. Thus, this work emphasizes the relevance of more elaborate sampling strategies for exposure biomarkers in future epidemiological studies. These results have relevance for studies outside the context of pregnancy, and also for other nonpersistent compounds. New designs, such as the within-subject pooling of biospecimens validated in this study, are needed so as to efficiently characterize the health impact of nonpersistent chemicals

Dans les zones humides, un déclin dramatique des populations d’amphibiens a été observé au niveau mondial depuis les années 80. Malgré de nombreuses études suggérant que les amphibiens sont très sensibles aux pressions anthropiques cumulées, le rôle joué par les perturbateurs endocriniens dans le déclin de leurs populations reste incertain. Parmi les perturbateurs endocriniens contaminants les zones humides, le benzo[a]pyrène (BaP) et le triclosan (TCS) sont couramment retrouvés. Au cours de ce travail, nous avons étudié la réponse physiologique de xénopes (Xenopus tropicalis) exposés à court terme (24 heures) et à long terme (du têtard à l’adulte mature) au BaP et au TCS à des concentrations réalistes d’un point de vue environnemental. En combinant une approche transcriptomique à haut débit et une caractérisation des modifications cellulaires et physiologiques, nous avons mis en évidence que le BaP, le TCS et leur mélange perturbent la physiologie globale du foie. Ce trouble est caractérisé par un phénotype semblable à de l’insulino-résistance et à une stéatopathie non alcoolique (NAFLD) associé à une hépatotoxicité médiée par une altération du métabolisme lipidique. Outre les effets directs sur le métabolisme des individus exposés, il apparaît que les perturbateurs endocriniens étudiés affectent également le succès reproducteur de ces individus et le développement de leur descendance. Prises dans leur ensemble, nos observations apportent ainsi des débuts de réponse quant aux rôles de la contamination chronique des milieux sur le déclin des populations d’amphibiens
In wetlands, dramatic decline in amphibian populations have been described worldwide since the 80s. Despite numerous studies suggesting that amphibians are highly sensitive to cumulative anthropogenic stresses, the role played by endocrine disruptors in the decline of amphibian populations remains unclear. Among the endocrine disruptors contaminating wetlands, benzo[a]pyrene (BaP) and triclosan (TCS) are recurrently found. In this work, we studied the physiological response of Xenopus tropicalis exposed to environmentally realistic concentrations of BaP and TCS during a short-term (24 hours) and long-term (from tadpole to mature adult) period. By combining a high throughput transcriptomic approach and a characterization of cellular and physiological modifications, we showed that BaP, TCS and their mixture disrupt overall liver physiology highlighted by insulin resistance-like and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD)-like phenotypes together with hepatotoxicity due to the impairment of lipid metabolism. Additionally to direct metabolic impact observed on exposed individuals, the studied endocrine disruptors affected their fitness and their progeny development. Altogether, our observations bring new insights into the role plays by chronic contamination of wetlands on amphibian population decline

L'usage premier des retardateurs de flamme bromés est lié à la réduction des risques liés au feu dans nos sociétés. Cependant, la plupart sont des polluants organiques persistants de l'environnement ayant une action de perturbation endocrinienne. Leurs capacités de bioaccumulation font de l'homme une espèce particulièrement exposée, notamment via l'alimentation et l'inhalation. Le besoin d'évaluer ce niveau d'exposition, notamment en France, a clairement été identifié. Une méthode d'analyse multi-résidus (polybromodiphenyl ethers, tetrabromobisphenol A et hexabromocyclododecane) et multi-matrices (origines animales) basée sur des couplages LC-MS/MS et GC-HRMS, a par conséquent été développée, en prêtant une attention particulière à la gestion des contaminations analytiques. Puis, l'analyse de plus de 170 échantillons collectés à Toulouse, dans le cadre d'accouchements par césarienne a donné accès à des informations relatives à l'évaluation de l'exposition des mères et des nouveau-nés
Brominated flame retardants are mainly used today for the reduction of fire risks. However, they are, for the most part, persistent environmental pollutants showing endocrine disrupting activities. Their bioaccumulation properties make mankind a particularly exposed species, especially via feeding and inhalation. The need to evaluate exposure levels, particularly in France, has been clearly identified. A multi-residue (polybromodiphenyl ethers, tetrabromobisphenol A and hexabromocyclododecane) and multi-matrices (animal origins) analytical method based on LC-MS/MS and GC-HRMS couplings, was developed, with special attention paid to analytical contamination management. Then, more than 170 samples, collected in Toulouse during caesarian deliveries, were analyzed and gave access to information relative to the evaluation of mothers and newborns exposure

Le cancer germinal testiculaire (CGT), cancer le plus fréquent de l’homme jeune, a vu son incidence tripler en cinquante ans. Sa physiopathologie demeure inconnue mais des données épidémiologiques suggèrent le rôle d’une exposition foetale ou périnatale à des perturbateurs endocriniens environnementaux (PEE) à activité estrogénique, associés à des facteurs de prédisposition génétique. Grâce à la lignée séminomateuse humaine (JKT-1), l’estrogéno-dépendance du CGT a été mise en évidence par l’équipe d’accueil en décrivant sur la prolifération des cellules germinales malignes : une voie génomique et mitochondriale via le récepteur classique ER béta exerçant un rôle suppresseur tumoral; et une voie non génomique, via un récepteur membranaire couplé aux protéines G, exerçant un rôle promoteur tumoral. Nous avons pu identifier (antagoniste, siRNA) que ce récepteur membranaire était GPR30/GPER. Localisé à la membrane plasmique dans notre modèle, il est capable de lier, avec une forte affinité, le bisphénol A, un PEE à activité estrogénique, et d’induire la prolifération des cellules séminomateuses humaines. Nous avons pu mettre en évidence que GPR30/GPER est exprimé par les cellules germinales humaines adultes normales et qu’il était surexprimé dans les cellules séminomateuses JKT-1. Cette surexpression a été confirmée dans une collection tumorale multicentrique de séminomes et reliée à deux polymorphismes spécifiques situés dans la région promotrice de GPR30/GPER, qui pourraient constituer un facteur de susceptibilité génétique de CGT, à rechercher chez des patients à haut risque de développer de telles tumeurs. Ces résultats nous amènent à formuler l’hypothèse qu’une surexpression de GPR30/GPER par polymorphismes (et/ou modification épigénétique), associée à l’extinction d’ER béta par modification épigénétique, pourrait être impliquée dans l’action des PEE sur le contrôle de la prolifération germinale maligne et/ou la carcinogenèse testiculaire
Testicular germ cell tumours (TGCT) are the most frequent cancer of young men with an increasing incidence all over the world since fifty years. Pathogenesis remains unknown but fetal or perinatal exposure to environmental endocrine disruptor compounds (EDC) with estrogenic affinity, together with genetic susceptibility, have been suggested. Using the JKT-1 cell line, which is derived from a human testicular seminoma, the lab has previously shown that estrogens are involved in human seminoma cell proliferation in vitro through two signalling pathways: the one through nuclear and mitochondrial ER beta, which acts as a tumoural suppressor; the other one through a membrane G protein coupled receptor (GPCR), with a proliferative effect. Using selective antagonist and siRNA, we identified this GPCR as GPR30/GPER, a widely conserved orphan GPCR, which is located at the cell membrane in JKT-1 cells. Bisphenol A, an estrogenic EDC, induces JKT-1 cells proliferation in vitro through GPR30/GPER. GPR30/GPER is expressed both in normal adult and tumoural human germ cells, and selectively overexpressed in seminoma tumours. We demonstrated that this overexpression is associated with two polymorphisms, which are located in the 5’ regulatory region of GPR30/GPER gene. Thus, overexpression of GPR30/GPER due to genetic polymorphisms is involved in testicular carcinogenesis and could be a genetic susceptibility factor of TGCT, which might be screened in high-risk TGCT patients. Both overexpression of GPR30/GPER by genetic polymorphisms (and/or epigenetic modifications) and silencing of ER beta by hypermethylation could also participate in the effects of EDC during the control of malignant germ cell proliferation and/or testicular carcinogenesis

Les alkylphénol-polyéthoxylés et les substances pharmaceutiques appartiennent à la classe des contaminants émergents qui sont depuis peu étudiés dans les milieux naturels. Ces composés d’usage très répandu (aussi bien en termes d’applications qu’en termes de quantité) sont introduits dans le milieu aquatique, via les stations d’épuration, principalement et sont susceptibles d’engendrer des effets toxiques sur les organismes vivants dans ces milieux. La première partie de ce travail de thèse a consisté en le développement et la validation de différentes méthodologies d’échantillonnage (ponctuel et intégratif (POCIS)), de différents protocoles d’extraction (SPE, extraction assistée par micro-ondes) et d’analyse (CL/SM, CL/SM/SM), nécessaires pour un dosage fiable des alkylphénol-polyéthoxylés et des substances pharmaceutiques dans les différents compartiments des systèmes aquatiques (phases dissoute, particulaire et sédimentaire, organismes biologiques). Ensuite, un bilan de la contamination de différents systèmes aquatiques (le bassin de d’estuaire de Seine, la Garonne et la Gironde, la baie de la Vilaine, la baie de l’Authie, l’Adour, la rade de Marseille) a été dressé. Une contamination généralisée par ces composés a été mise en évidence pour l’ensemble des sites étudiés. Les concentrations mesurées apparaissent extrêmement variables selon la classe de molécule considérée, les sites et le temps avec des concentrations comprises entre le ng.l-1 et la dizaine de µg.l-1 pour les phases dissoutes et de la dizaine de ng.g-1 et la dizaine de µg.g-1 pour les phases solides (plusieurs centaines de µg.g-1 dans les boues d’épuration). Ces études ont également permis de documenter la présence et le devenir des molécules ciblées dans les stations d’épuration et ont permis d’en évaluer l’efficacité quant l’abattement des substances incriminées. Enfin, ces travaux ont également permis de mettre en évidence des phénomènes de partition entre les phases dissoutes et les phases solides ainsi que des phénomènes de transferts vers les organismes du milieu
Alkylphenol-polyethoxylates and pharmaceutical substances belong to the class of the emerging contaminants which have been recently studied in natural environments. These compounds of very widespread use (in terms of applications as well as in terms of quantity) are introduced into the aquatic environment, via the wastewater treatment plants, mainly, and are likely to generate toxic effects on the living organisms in these systems. The first part of this work consisted in the development and validation of various methodologies of sampling (grab sampling and integrative sampling (POCIS)), of various protocols of extraction (SPE, microwaves assisted extraction) and of analysis (LC/MS, LC/MS/MS), necessary for a reliable quantification of alkylphenol-polyethoxylates and pharmaceutical substances in the various compartments of aquatic systems (phases dissolved, particulate and sedimentary, biological organisms). Then, an assessment of the contamination of numerous aquatic systems (the catchment area of the Seine estuary, the Garonne and the Gironde, the bay of Vilaine, the bay of Authie, the Adour, the Mediterranean coast of Marseilles) was undertaken. A generalized contamination by these compounds was highlighted for all the studied sites. The measured concentrations appear to be extremely variable according to the class of molecule considered, the sites and time with concentrations ranging from the ng.l-1 to tens of µg.l-1 for the dissolved phases and from tens of ng.g-1 to tens of µg.g-1 for the solid phases (several hundreds of µg.g-1 in the clarification sludge). These studies also made it possible to document the presence and the fate of these molecules in the French wastewater treatment plant and made it possible to evaluate their effectiveness to remove the studied compounds. Lastly, this work also made it possible to highlight phenomena of partition between the dissolved phases and the solid phases as well as phenomena of transfers through the biological organisms

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.
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.

L'homme de par son environnement se trouve exposé de manière chronique à un mélange de substances faiblement dosées. Cette exposition est particulièrement préoccupante pour la santé humaine. En effet, certaines substances sont susceptibles d'interagir et de perturber le système endocrinien, ce sont les perturbateurs endocriniens (PE). Les dioxines, appartenant aux PE, sont des sous-produits non désirés d'un grand nombre de procédés industriels. Les données de la littérature décrivent un impact des dioxines sur le développement et la fonction de reproduction des mâles, cependant les mécanismes d'action ne sont pas totalement élucidés. Les travaux présentés dans ce manuscrit ont porté sur la mise en évidence des effets d'une exposition in utero à la TCDD sur l'appareil reproducteur mâle et sur l'identification de marqueurs d'exposition au niveau testiculaire chez le rat. Nous montrons une baisse transitoire des réserves spermatiques chez le jeune adulte, ce défaut disparaît chez l'animal adulte. Par ailleurs, si peu de gènes s'avèrent différentiellement exprimés dans le testicule après une exposition, nous mettons en évidence que deux chémokines Ccl5 (régulé négativement) et Cxcl4 (stimulé) pourraient être de bons marqueurs d'exposition. Nous avons reproduit ces effets in vitro dans des cultures primaires de cellules de Leydig de souris adultes. En parallèle, les effets de cette exposition à la dioxine ont été analysées chez les femelles (S. Magre). La dioxine étant un PE, nous avons comparé les profils transcriptomiques de testicules et d'ovaires afin de mettre en évidence les gènes communs ou sexe-spécifiques. Nous présentons également la caractérisation du phénotype de l'appareil reproducteur mâle de souris invalidée pour le récepteur aryl hydrocarbone (AhR). L'étude de la physiologie du testicule au cours du développement et des réserves spermatiques et deux analyses transcriptomiques testiculaires ont ainsi été initiées
Mankind and wildlife are exposed chronically and at low doses to a cocktail of substances. Studies of these molecules are of major concern, as some have shown ability to interact and disrupt endocrine system. Dioxins are undesired by-products of combustion processes originating from industrial activity. Its impact on development and male reproduction has been documented in many studies. However its mechanism of action is still not clearly understood. Data described in this manuscript highlights the effect of an in utero exposure to TCDD on male reproductive function. Dioxin induced a decrease of spermatic reserve in the young adult. This defect was transitory as adult showed normal reserve. Next, we identified sensitive dioxin genes differentially expressed in testes. Beside few genes differentially expressed, we identified 2 chemokines : Ccl5, down-regulated and Cxcl4, up-regulated. Ccl5 is expressed in Leydig cells whereas Cxcl4 is found in both Leydig and Sertoli cells. This result is confirmed by an in vitro study. Dioxin impact on female reproductive function was also studied (S. Magre). As dioxin is an endocrine disruptor, we initiated the identification of common or sex-specific gene in ovaries and testis exposed in utero. To do so, we compared transcriptomic profile of these 2 tissues focusing on chemokine and cytochrome gene expression pattern. Herein is also presented the results concerning the reproductive phenotype of male knocked-out (KO) for AhR. Testicular physiology and spermatic reserve were examined and two transcriptomic analyses were achieved

Les problèmes de développement induits par les perturbateurs endocriniens (PE) sont actuellement peu étudiés, alors qu’une exposition précoce peut entraîner plus tard des problèmes permanents. Les lignées transgéniques de poisson zèbre (Danio rerio) avec une expression tissu-spécifique de la GFP sont des outils utiles pour identifier les organes affectés par un composé donné. Nous avons utilisé 7 lignées transgéniques pour visualiser in vivo si 6 PEs connus et 3 médicaments pouvaient avoir des effets sur le développement du poisson zèbre. Ce crible a révélé que 4 produits chimiques ont des effets sur 4 organes différents. Le tétrabromobisphénol-A, ainsi que le diclofénac, la trichostatine A et l'acide valproïque) perturbent le développement du système vasculaire. De plus, les inhibiteurs de HDAC trichostatine A et acide valproïque inhibent le développement du pancréas et induisent des retards de développement dans le foie et dans les dents pharyngiennes.La médecine chinoise traditionnelle (TCM) est un élément de la médecine moderne. Cependant, nous savons peu de choses sur les activités biologiques des composés TCM au cours du développement. Nous avons étudié les effets de 3 plantes et de 5 composés sur l'embryogenèse du poisson zèbre. Des extraits aqueux de Astragalus membranaceus et Akebia quinata provoquent des retards du développement. Nous avons aussi constaté que le développement vasculaire a été affecté à différents niveaux par Salvia miltiorrhiza et 3 de ses composants principaux, soit utilisés seuls ou mélangés entre eux.Nos résultats montrent que les PEs et les TCM peuvent causer des problèmes lors de l'embryogenèse. Ils montrent également que le poisson zèbre est un outil puissant pour le criblage rapide in vivo de petites molécules et de leurs effets sur le développement. Ce travail nous permet d'établir un parallèle entre EDC et TCMs, qui peuvent agir sur des cibles similaires, tels que les récepteurs nucléaires
Development problems induced by endocrine disruptors (EDCs) are currently understudied. However, early exposure to EDCs may lead to deleterious and permanent problems in later lifetime. Zebrafish (Danio rerio) transgenic lines with tissue-specific expression of GFP are useful tools to identify the organs affected by a given compound. We have used 7 transgenic lines to visualize in vivo whether 6 known EDCs and 3 other pharmaceuticals can alter organogenesis during development of zebrafish. This screen revealed that 4 chemicals have effects on 4 different organs. The EDC tetrabromobisphenol-A, as well as the tested medicines (diclofenac, trichostatin A and valproic acid) disrupt vascular system development in zebrafish embryo. Moreover, HDAC inhibitors trichostatin A and valproic acid inhibit both endocrine and exocrine pancreas development. Developmental delays were also induced by trichostatin A and valproic acid in the liver and in the pharyngeal teeth. Traditional Chinese medicines (TCMs) are important components of modern medicine. However we know little about the biological activities of TCMs compounds during development. We used zebrafish embryos to study the effects of 3 plants and 5 of their major compounds on the development. We observed that zebrafish embryogenesis was delayed by water extracts from Astragalus membranaceus and Akebia quinata. We also found that the vascular development was affected at different levels by Salvia miltiorrhiza water extracts and by its 3 major components either used alone or mixed together.Our results show that EDCs and TCMs can cause problems during zebrafish embryogenesis. They also show that zebrafish is a powerful tool for rapid in vivo screening of small molecules and their effects on development. This work also enables us to draw a parallel between EDC and some TCMS, which may act on similar targets, such as nuclear receptors

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont des protéines membranaires impliquées dans la communication entre cellules via des messagers circulants (hormones, neurotransmetteurs) ainsi que dans la perception de notre environnement (vision, odorat, goût). Ils sont essentiels à de nombreuses fonctions physiologiques vitales (cardiaques,respiratoires...) et comportementales (relations sociales et affectives) et sont donc une cible thérapeutique de choix pour la découverte de nouveaux médicaments.Au sein de l'équipe Canaux, de l’Institut de Biologie Structurale, un biocapteur original a été créé se basant sur la fusion de ces RCPG avec un canal ionique (Kir6.2) appelé Ion Channel-Coupled Receptor (ICCR). Les changements conformationnels du récepteur induit par son activité (fixation de ligand, activation des protéines G) sonttraduits par le canal ionique en courant électrique aisément détectable par des techniques électrophysiologiques. Cette nouvelle génération de biocapteurs permet d'étudier en temps réel l’activité des RCPG par des techniques électrophysiologiques très sensibles.Le travail de thèse s’est principalement focalisé sur l’étude du récepteur de l’ocytocine (OXTR) impliqué dans l’accouchement, l’allaitement et le lien social. La technologie ICCR a été utilisée pour trois des projets de cette thèse. Le premier avait pour but l’étude des mécanismes moléculaires de la dépendance au cholestérol du récepteur del’ocytocine, et a ainsi permis d’identifier un nouveau mécanisme de régulation allostérique entre le cholestérol et la fixation des ligands. Un second projet a porté sur l’utilisation de ce biocapteur pour identifier de nouveaux types de ligands, plus spécifiques de certaines voies intracellulaires, appelés ligands biaisés. Enfin, un troisième projet a mis en relief l’effet de certains composés environnementaux sur les RCPG et a permis de mettre en avant de nouveaux récepteurs ciblés par ce type de composés.Pour terminer, un projet parallèle s’est porté sur l'étude de la formation de pores par des protéines bactériennes dépendantes des RCPG. Il s’agit des « pore-forming toxins » (PFTs) de la famille des hémolysines gamma, produitespar un des pathogènes humains les plus virulents, Staphylococcus aureus. Certaines de ces toxines sont capables de sefixer sur des RCPG très spécifiques, les récepteurs aux chimiokines, et ont donc un rôle important dans les infections virales et dans certaines pathologies cancéreuses. Les travaux ont notamment permis d’obtenir des informations nouvelles sur le mécanisme d’insertion de ces pores dans la membrane
G protein-coupled receptors (GPCRs) are membrane proteins involved in communication between cells via circulatingmessengers (hormones, neurotransmitters) as well as in the perception of the environment (vision, smell, taste). Theyare essential for many physiological functions (cardiac, respiratory...) and behavioral (social and emotional responses)and therefore represent interesting therapeutic targets.Within the Channels team, at the Institute of Structural Biology, an original biosensor was created, based onthe fusion of a GPCR to an ion channel (Kir6.2), called an Ion Channel-Coupled Receptor (ICCR). Conformationalchanges of the receptor induced by its activity (ligand binding, activation of G proteins) are directly transmitted to theion channel and allow the generation of an electrical signal easily detectable by electrophysiological techniques. Thesenew biosensors are powerful tools to study GPCR activity in real time.The main focus of the thesis was the study of the oxytocin receptor (OXTR), involved in childbirth,breastfeeding and social bonding. ICCR technology has been used for three projects during the thesis. The first aimedat studying the molecular mechanisms of cholesterol dependency of the oxytocin receptor and allowed theidentification of a new allosteric regulation mechanism between cholesterol and the ligand binding. A second projectfocused on the use of this biosensor to identify new types of ligands, selective to certain intracellular pathways, calledbiased ligands. Finally, a third project highlighted the effect of certain compounds, known as endocrine disruptors, onGPCRs. Endocrine disruptors are environmental pollutants which have potentially harmful effects on human health.Finally, a parallel project was dedicated to the study of pore formation by GPCR-dependent bacterial toxins.These proteins are called pore-forming toxins (PFTs), from the gamma hemolysin family and are produced by one ofthe most virulent human pathogens Staphylococcus aureus. Some of these toxins are able to bind very specifically tocertain GPCRs, members of the chemokine receptor family. They therefore play a vital role in numerous viralinfections and in some cancerous pathologies. New information concerning the mechanism of membrane insertion ofthese toxins during pore formation was discovered during this work

L'exposition in utero aux substances chimiques, et en particulier aux perturbateurs endocriniens, fait l'objet de publications croissantes dans la littérature scientifique. Cette thèse est illustrée à travers l'exemple des phtalates et substituts. Les phtalates, utilisés en tant que plastifiants, pour assouplir le polychlorure de vinyle (PVC), entrent dans la composition de nombreux produits de consommation (emballage alimentaire, jouet, revêtement de sol et mur, vêtement, etc.). Ils sont également utilisés dans les cosmétiques, les produits ménagers, de bricolage et de jardinage. L'exposition in utero à certains phtalates a été associée à certains effets (modifications hormonale foetale, malformations de l'appareil reproducteur masculin, prématurité) [Article 1]. La mise en évidence de cette toxicité a conduit les industriels à utiliser des plastifiants alternatifs. Cependant, il existe actuellement peu de données relatives à l'exposition et à la toxicité de ces plastifiants de substitution. Le volet 1 de ce travail de thèse rentre dans le cadre de la démarche d'évaluation du risque sanitaire. Il est ciblé sur l'utilisation des tubulures médicales en PVC, source d'exposition aux plastifiants encore peu étudiée pour les femmes enceintes. Les objectifs étaient d'identifier et quantifier les plastifiants (phtalates et substituts) présents dans les dispositifs médicaux utilisés pour les femmes enceintes hospitalisées et de décrire l'utilisation de ces dispositifs médicaux (nombre, durée d'utilisation et médicaments en contact) [Article 2]. A terme, ces données, couplées à des études de migration (pour quantifier les plastifiants migrant de la tubulure vers la solution médicamenteuse) doivent permettre d'estimer l'exposition théorique des femmes enceintes à partir de l'utilisation des tubulures médicales. Le volet 2 porte sur les mesures de prévention et de promotion en santé environnementale. Plusieurs organismes internationaux ont récemment émis des recommandations à destination des professionnels de santé et reconnaissent leur rôle essentiel en prévention auprès des femmes enceintes. Les objectifs étaient d'évaluer la perception des risques et les mesures de prévention en santé environnementale, dont l'exposition aux phtalates, conseillées par les professionnels de santé en périnatalité d'une part [Articles 3 et 4], et adoptées par les femmes enceintes d'autre part [Article 5]. Ce volet a permis d'identifier des leviers et des obstacles à la prévention de l'exposition aux substances chimiques en France
In utero exposure to chemicals, especially endocrine disruptors, is increasingly documented in the scientific literature. This thesis is illustrated through the example of phthalates and substitutes. Phthalates, commonly used as plasticizers to soften polyvinyl chloride (PVC), are present in many consumer products (food packaging, toys, floor and wall coverings, clothing, etc.). They are also used in cosmetics, household products, DIY and gardening. In utero exposure to certain phthalates has been associated with some effects (fetal hormonal alteration, malformations of the male reproductive system, prematurity) [Article 1]. This toxicity has led manufacturers to use alternative plasticizers. However, these substitutes are still little investigated in terms of exposure and toxicity. Part 1 of this thesis is part of the health risk assessment process. It concerned the use of PVC medical tubing, source of exposure to plasticizers little studied for pregnant women. The objectives were to identify and quantify the plasticizers (phthalates and substitutes) present in the medical devices used for hospitalized pregnant women and to describe the use of these medical devices (number, duration of use and medicines in contact) [Article 2]. These data combined with migration studies (to quantify plasticizers migrating from the tubing to the drug solution) can be used to estimate the theoretical exposure of pregnant women from the use of medical tubing. Part 2 focuses on environmental health prevention and promotion. Several international organizations have recently issued recommendations for health professionals and recognize their essential role in the prevention of pregnant women. The objectives were to assess the risk perception and preventive measures in environmental health, including exposure to phthalates, recommended by perinatal health professionals [Articles 3 and 4], and adopted by pregnant women [Article 5]. These data allowed to identify the levers and obstacles to the prevention of exposure to chemical substances in France. Keywords: , ,

L'exposition durant la vie périnatale à des perturbateurs endocriniens (PE) anti-androgéniques, induit des altérations durables du système reproducteur mâle. Si leur action a été objectivée chez l’homme et l’animal, la question du seuil de toxicité reste entière, car l’exposition environnementale correspond à de faibles doses. Ici, nous exposons in utero des rats mâles à de faibles doses de flutamide: 10 mg/kg/j ; 1; 3 doses faibles selon la définition de l'OMS 0.1; 0.01; 0.001 et 0. L'exposition fœtale induit chez l’adulte (1) des altérations morphologiques à la dose 10 mg/kg/j (diminution du poids des organes du tractus génital et une diminution du compte spermatique); (2) des altérations cellulaires à partir de 1mg (augmentation de l'apoptose des cellules germinales) et (3) des altérations moléculaires à toutes les doses testées pour MCL1, BCL2, XIAP, HSPA2, ELAVL1 et MOV10L1. Ces altérations s’intègrent dans la dérégulation de 2 voies de signalisation expliquant l’apoptose des cellules germinalesLorsque l’exposition a lieu à l’âge l’adulte dans les mêmes conditions, les effets morphologiques et cellulaires sont observés uniquement à 10mg, les effets moléculaires uniquement aux doses 10 et 1 mg. Ces effets ne sont plus observés 2 mois après l’arrêt de l’exposition. En conclusion : Nous avons (i) identifié des voies de signalisation impliquées dans le phénotype d’infertilité induite par une exposition à de faibles doses d’anti-androgène ; (ii) montré que ces voies étaient actives aux plus faibles doses testées prédisposant à une infertilité masculine programmée in utero
Exposure during perinatal life to anti-androgenic endocrine disruptors (ED) induces sustained alterations of the male reproductive system. Although their action has been objectified in humans and animals, the question of the threshold of toxicity remains unchanged, as environmental exposure corresponds to low doses. Here, we exposed male rats, in utero, to low doses of flutamide: 10 mg/kg/d; 1; 3 low doses as defined by WHO 0.1; 0.01; 0.001 and 0. Fetal exposure induced in adults (1) morphological alterations at a dose of 10 mg/kg/day (decrease in the weight of organs of the genital tract and a decrease in the sperm count); (2) cellular alterations from 1mg (increase in germ cell apoptosis) and (3) molecular alterations at all doses tested for MCL1, BCL2, XIAP, HSPA2,LAVL1 and MOV10L1. These alterations are integrated in the deregulation of 2 signaling pathways explaining the apoptosis of the germ cellsWhen exposure occurs at adult age under the same conditions, morphological and cellular effects are observed only at 10mg, molecular effects only at doses 10 and 1 mg. These effects are no longer observed 2 months after discontinuation of exposure. In conclusion: We have (i) identified signaling pathways involved in the phenotype of infertility induced by exposure to low doses of antiandrogen; (ii) showed that these pathways were active at the lowest doses tested predisposing to programmed male infertility in utero

Contexte et objectif : Plusieurs facteurs de risque de cancer ont été identifiés et il a été estimé que plus de 40% des cas dans les pays développés pourraient être évités en modifiant les facteurs de risque connus. L'objectif général de cette thèse était de démontrer que l’intégration de données génomiques et épigénomiques aux données détaillées sur les expositions environnementales et le mode de vie peut être utile pour identifier des biomarqueurs de ces facteurs et contribuer à augmenter notre connaissance de l'étiologie du cancer. Résultats : Dans un premier temps, nous décrivons comment les signatures génomiques et épigénomiques peuvent être utilisées pour identifier des marqueurs d’exposition et déchiffrer l’étiologie du cancer. Ensuite, nous contribuons au débat relatif à l’hypothèse de la chance dans le développement du cancer et démontrons que les mutations induites par le tabagisme sont plus prédictives du risque de cancer que les mutations aléatoires. Nous introduisons un modèle probabiliste pour la simulation de données mutationnelles et comparons la performance des outils d’identification de ces signatures avec des données réelles et simulées. De plus, nous introduisons une nouvelle méthode pour l’identification des signatures mutationnelles. Enfin, nous utilisons les données de méthylation de la cohorte E3N pour étudier le lien entre l'exposition aux retardateurs de flamme bromés et aux composés perfluorés, deux substances classées parmi les perturbateurs endocriniens, et la méthylation de l’ADN sanguin. Globalement, notre étude ne fournit aucune preuve d'altérations globales du méthylome ou d'altérations à l’échelle des CpGs. Cependant, certains résultats suggèrent l’existence d'altérations de la méthylation de gènes impliqués dans des voies biologiques (ex., la réponse aux androgènes) et nécessitent des recherches supplémentaires.Conclusion : Ce travail contribue à la recherche méthodologique portant sur les signatures mutationnelles en introduisant un protocole de mesure de performance et d’identification des signatures mutationnelles pouvant servir de référence à de futures études méthodologiques ou appliquées. Nos recherches sur les signatures mutationnelles et le méthylome démontrent l'utilité de tels outils pour évaluer les expositions et élucider leur rôle dans l'étiologie du cancer
Context and aim: Several risks factors have been identified for cancer, and it has been estimated that more than 40% of cases in developed countries are preventable through the modulation of known modifiable risk factors. The overall objective of this thesis was to demonstrate that the analysis of genomic and epigenomic data integrated with well-characterised exposure and lifestyle data may be used to identify markers of environmental exposures and lifestyle and may contribute to increase our understanding of cancer aetiology.Results: We first describe how genomic and epigenomic signatures can be used to identify markers of exposure and decipher the aetiology of cancer. Then, we adopt the mutational signatures framework to contribute to the debate about the “bad luck” hypothesis for cancer and demonstrate that tobacco-related mutations are more strongly correlated with cancer risk than random mutations. We introduce a probabilistic model for the simulation of mutational signature data and compare the performance of the available methods for the identification of mutational signatures using both simulated and real data. Additionally, we introduce a new method for the identification of such signatures. Finally, we use methylation array data in an epidemiological study within the E3N cohort to investigate the association between exposure to Brominated Flame Retardants and Per- and polyfluoroalkyl substances, two organic pollutants that are known endocrine disrupting chemicals, and methylation in DNA from blood. Overall, our study does not provide evidence of methylation alterations at the level of the whole genome, in regions or in single CpGs. Suggestive evidence of alterations in the methylation of genes within plausible biological pathways (e.g. androgen response) warrants further investigations. Conclusion: Our work on the methodological aspects of mutational signature research introduces an original framework for measuring the performance of tools for the identification of mutational signatures that may serve as reference for future methodological or applied research. Our applications of both mutational signature and methylome research demonstrate the usefulness of such tools to assess exposures and elucidate their role in cancer aetiology

Depuis plusieurs décennies, le rôle des expositions environnementales dans l’apparition des anomalies de la reproduction suscite l’intérêt de la communauté scientifique. La période prénatale est une phase critique du développement et l’exposition à des substances chimiques au cours de la grossesse pourrait avoir des conséquences sur la santé de l’enfant et de l’adulte. De nombreuses études chez l’animal ont mis en évidence que diverses molécules chimiques étaient toxiques pour la reproduction et le développement et que certaines d’entre elles étaient capables d’interférer avec le système endocrinien. Chez l’Homme, les effets de l’exposition prénatale à des substances susceptibles d’altérer l’équilibre hormonal du fœtus restent mal documentés. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier l’effet de l’exposition prénatale à certains polluants chimiques en s’intéressant à deux indicateurs d’anomalie du développement du système reproducteur à la naissance : les niveaux d’hormones sexuelles et les malformations congénitales de l’appareil génital du garçon. Ce travail s’appuie sur les données issues de cohortes mère-enfants françaises ayant recruté des femmes enceintes au cours de leur grossesse et pour lesquelles des prélèvements biologiques ont permis la mesure de l’exposition. Les classes chimiques plus spécifiquement étudiées dans cette thèse comprennent les polluants organiques persistants (polychlorobiphényles, pesticides organochlorés et retardateurs de flamme bromés) et les éthers de glycol, une classe de solvants oxygénés. Les études menées mettent en évidence des effets sur le développement du système reproducteur, potentiellement associés à des mécanismes de perturbation endocrinienne, en lien avec l’exposition prénatale aux deux familles de polluants étudiées. Des modifications des niveaux d’hormones sexuelles sont observées en association avec l’exposition prénatale à divers polluants organiques persistants. L’exposition prénatale à certains éthers de glycol est associée à une augmentation du risque d’hypospade ainsi qu’à des modifications des niveaux d’hormones sexuelles. Ces résultats mettent en évidence les effets d’expositions prénatales à des polluants chimiques ubiquitaires, sur le système endocrinien du fœtus
From last decades, researchers had increased interest about the impact of environmental exposure on reproductive impairments. The fetal life is a crucial period of development and exposure to chemical during gestation may lead to adverse health outcomes at birth or later in life. Several toxicological studies have reported that some chemicals are reproductive and developmental toxicants and that some of them are able to interact with the endocrine system. In humans, evidence about the endocrine effects of these molecules is limited. The aim of this thesis is to study the effect of prenatal exposure to chemicals on two endocrine-sensitive endpoints at birth: sex hormone levels and congenital anomalies of the genitalia. This work is based on data collected in two French mother-child cohorts that included pregnant women during pregnancy and collected biological samples to perform exposure assessment. Two chemicals classes are studies including persistent organic pollutants (polychlorinated biphenyls, organochlorine pesticides, and polybrominated diphenyl ethers) and glycol ethers, a class of oxygenated solvent. The studies conducted show effects of prenatal exposure to both classes of chemicals on endocrine-sensitive endpoints related to reproductive health. Modifications of sex hormone levels are observed in association with exposure to various persistent organic pollutants. Prenatal exposure to some glycol ethers is associated with an increased risk of hypospadias and with modifications of sex hormone levels. These results highlight the effect of prenatal exposure to ubiquitous chemicals, on the endocrine system of the fetus

Le bisphénol A (BPA) présente des propriétés perturbatrices thyroïdiennes. Compte-tenu du rôle essentiel du système thyroïdien sur le développement du système nerveux central, l'exposition de la femme enceinte au bisphénol A est très préoccupante. Ainsi, cette thèse visait à déterminer les conséquences d'une exposition gestationnelle au BPA sur le développement du SNC conjointement aux effets sur la fonction thyroïdienne dans un contexte d'exposition interne parfaitement documenté et évalué par rapport aux expositions décrites chez l'être humain. L'exposition de brebis gestantes au BPA perturbait l'homéostasie thyroïdienne maternelle et modulait chez le fœtus, le métabolome de différentes structures cérébrales. Les modulations observées suggéraient que le BPA pouvait altérer la neurogenèse, la plasticité neuronale, la structure membranaire et le métabolisme énergétique au niveau central. La dose induisant les perturbations de la fonction thyroïdienne maternelle et du système nerveux central fœtal conduisait à des concentrations sériques en BPA similaires à celles décrites chez l'homme
Bisphenol A (BPA) is able to disturb the thyroid function. Given the key role of thyroid function in the development of the central nervous system (CNS), gestational exposure to BPA is a matter of particular concern. Our goal was to evaluate the consequences of a BPA gestational exposure on the developing CNS jointly to its effects on the thyroid function within a context of a well-documented internal exposure compared to BPA human exposure. BPA exposure of pregnant ewes disrupted the maternal thyroid homeostasis and modulated the metabolome of specific fetal brain regions. The different modulations we observed suggested that BPA might alter neurogenesis, neuronal plasticity, membrane structure and energy metabolism. Interestingly, the BPA dose inducing maternal thyroid disruption and fetal CNS modulations led to BPA serum concentrations similar to those described in human biomonitoring studies

Chez le mammifère la fonction de reproduction est sous le contrôle des neurones hypothalamiques à GnRH-I. Au cours du développement embryonnaire ces neurones migrent de la fosse nasale vers le cerveau. De nombreuses études s’intéressent aux facteurs impliqués dans leur migration, mais l’influence de leur environnement cellulaire est très peu étudiée. Nous avons émis l’hypothèse que les neurones à GnRH-I d’origine extra-cérébrale possèdent un environnement gliale nécessaire à leur migration, connaissant le rôle de ces cellules dans l’ontogenèse neuronale du cerveau. Nos résultats montrent que 1) les neurones à GnRH-I sont associés à des cellules gliales au cours de leurs migrations nasale et télencéphalique 2) ces cellules gliales sont des progéniteurs des cellules gliales olfactives engainantes qui se différencient dans les régions rostrales au cours de la migration neuronale. 3) ces cellules expriment des gènes codant pour des facteurs impliqués dans la migration de ces neurones. 4) le transcriptome de ces cellules gliales est perturbé en présence d’un perturbateur endocrinien œstrogèno-mimétique, et touche des familles de gènes impliquées dans les molécules d’adhésions cellulaires nécessaire à la migration et à la régulation de l’activité des neurones à GnRH-I
GnRH-I cells control reproduction functions in mammals. These cells are extra cerebral since they come from the nasal pit and migrate to the forebrain during embryonic development. Numerous studies have described the influence of different molecules on the migration of GnRH-1 neurons, however, the role of microenvironment cells remains poorly understood. Considering the role of glial cells in the forebrain’s neuronal migration, we had hypothesized that extra-cerebral GnRH-I neurons possess a glial environment necessary for their migration from the nose to the brain. Our results demonstrated that 1) GnRH-I neurons are associated with glial cells during their migration in the nasal septum and forebrain 2) These glial cells are progenitors of olfactory ensheathing cells, and differentiated within the rostral regions during neuronal migration. 3) These cells express genes encoding factors involved in GnRH-I neurons migration 4) Glial cells transcriptome are disrupted with estrogen-mimicking endocrine disruptor, and affects gene families involved in cell adhesion molecules necessary for migration and activity regulation of GnRH-I neurons

L’évaluation des risques des produits chimiques utilise pour les effets non mutagènes un seuil de dose sans effet. L’objectif est d’élaborer une démarche qui permette de quantifier les risques non mutagènes. Elle s’inspire de celle utilisée pour les effets cancérigènes mutagènes. L’intérêt d’une approche sans seuil, est illustré par le cas du chlordécone en Guadeloupe. L’évaluation officielle indique 1 à 3 % de la population exposée au-dessus du seuil de dose toxique (atteintes rénales). Personne n’a quantifié les risques lorsque ce seuil est dépassé. Cependant, plusieurs millions d’euros (M€) sont investis chaque année pour la prévention des expositions.L’étude s’appuie uniquement sur des données disponibles en 2013. Les connaissances sur les modes d’actions toxiques du chlordécone permettent d’identifier les effets possibles à faible dose. Les études expérimentales multidoses ou les études épidémiologiques fournissent les données pour dériver des fonctions expositions risques (FER). Les données d’expositions internes (chlordéconémies) sont disponibles avant et après la mise en place en 2003 des actions de prévention. Les risques, estimés en multipliant les expositions par les FER, sont convertis en impacts via le nombre de personnes exposées. Les impacts sont monétarisés avec les DALYs et VOLY.Les effets possibles du chlordécone à faible dose chronique sont : cancers de la prostate et du foie, atteintes rénales et développement cognitif. Evaluer sans seuil et avec les expositions internes, le nombre de décès par cancer du foie avant 2003 est de 5,4 /an et après 2003 de 2,0 /an. Soit 3,4 décès/an évités grâce à la baisse des expositions. Pour les cancers de la prostate on compte respectivement : 2,8 et 1,0 (gain : 1,8 décès/an), pour les atteintes rénales : 0,10 et 0,04 (gain : 0,06 décès/an). Les pertes de points de QI sont de 1 173 pts/an et 1 003 pts/an (gain : 168 pts/an). Avant 2003, le coût total de ces impacts s’élève à 31,8 M€2006/an [10,6-64,3]. Les pertes de points de QI contribuent à 62 % du coût total, les cancers du foie 27 %, les cancers de la prostate 11 % et les atteintes rénales 0,6 %. Après 2003, le coût des impacts est de 21,3 M€2006/an [5,8-42,8]. Les bénéfices dus à la baisse des expositions sont de 10,5 M€2006/an. Les dépenses de préventions étant de 3,25 M€2006/an, le bénéfice est 3 fois plus élevé. La prise en compte d’un seuil de dose sans effet ne change pas significativement ces résultats. Evalué avec les expositions externes, le coût total des impacts ne représente plus que 4 % du coût avec les expositions internes. Une analyse de sensibilité par simulation Monté Carlo, montre que la variable « exposition » est la plus influente sur les résultats.Ce travail est le premier à prendre en compte un scénario d’évaluation sans seuil, ce qui est de plus en plus souvent recommandé pour les perturbateurs endocriniens. C’est aussi le premier à monétariser les impacts sanitaires du chlordécone. Cette approche est féconde d’informations utiles à la décision. Elle permet de comparer des options fondamentales comme l’existence ou non d’un seuil, la prise en compte d’expositions externes ou internes. Elle permet aussi de comparer le coût des actions de prévention aux bénéfices sanitaires qu’elles engendrent. Les résultats obtenus facilitent la hiérarchisation des priorités de sécurité sanitaire. On recommande cette démarche quantitative pour les facteurs d’environnement auxquels sont déjà exposées les populations. Les actions de prévention en Guadeloupe sont efficientes et justifiées au plan du coût social. Des enquêtes épidémiologiques sur le rôle du chlordécone dans les pathologies qui n’ont pas pu être prises en compte (neurotoxicité adulte, maladies auto immunes, autres effets sur le développement) seraient nécessaires. Il serait utile de prévoir des études mécanistiques avant les études épidémiologiques. Prolonger la cohorte TIMOUN permettrait de réduire l’incertitude sur le développement cognitif
Risk assessment of chemicals uses for non-mutagenic effects a threshold dose without effect. The aim is to develop a risk assessment framework that allows quantification of non-mutagenic risks. It is inspired by the approach used for genotoxic carcinogens. The added value for safety decision making is shown on the case of chlordecone exposure in Guadeloupe. The official assessment is 1 to 3% of the population are exposed above the threshold (kidney damage). No one has quantified the risks when the threshold is exceeded. However, several million euros (M€) are invested annually for the prevention of exposure to chlordecone in Guadeloupe.The study is based only on published data available in 2013. The analysis of modes of action will identify the possible effects of chlordecone at chronicle low doses. Multidoses experimental studies or epidemiological studies provide data to derive exposure-response functions (ERF). The internal exposure data (blood chlordecone concentration) are available for Guadeloupe before and after the introduction in 2003 of preventive actions. The external exposure data are available only after 2003. Risks, estimated with exposures and ERF, are converted into impacts through the number of people exposed. The impacts are monetized via DALYs and VOLY.Four effects of chlordecone can occur at chronic low dose: prostate and liver cancers, kidney damages and cognitive development impairments. Without threshold and with internal exposure data, the estimated numbers of deaths from liver cancer are respectively before and after 2003: 5.4 /year and 2.0 /year. That is 3.4 deaths avoided per year by reducing exposure. For prostate cancer there are respectively 2.8 and 1.0 /yr (gain: 1.8 /yr) and for kidney damages 0.10 and 0.04 /yr (gain: 0.06 /yr). Loss of IQ points are 1 173/yr and 1 003 /yr (gain = 168 pt./yr). Before 2003, the total annual cost of these impacts is 31.8 million €2006 [10.6 to 64.3]. Impacts on cognitive development account for 62% of the total, liver cancer 27%, prostate cancer 11% and kidney damage 0.6%. After 2003, the cost of impacts is 21.3 M€/yr [5.8 to 42.8]. The benefits due to the reduction of exposures (avoided impacts) are 10.5 M€/yr [4.8 to 21.5]. Compared to annual spending estimated at 3.25 M€/yr, the annual benefit is three times higher. Including a threshold dose in the model do not significantly change the results. Use of the external exposure data, dramatically decreased the costs of impacts down to 4% of the costs estimated with internal exposures data. A sensitivity analysis with Monte Carlo simulation show that the "exposure" variable is the one that most influences the results.This work is the first to consider a quantitative assessment of health risks scenario without threshold, which is more and more often recommended for endocrine disrupters. It is also the first to monetize health impacts of chlordecone in Guadeloupe. This approach proves fruitful of useful information for decision making. It enables to compare basic options such as whether or not a threshold should be used in the model, taking into account any external or internal exposures. It also allows a comparison of the cost of preventive actions with the health benefits they generate. The results obtained facilitate the prioritization of actions for health safety. This quantitative approach is recommended for environmental factors to which are already exposed populations. Actions for reducing exposure to chlordecone in Guadeloupe are justified and efficient in terms of social cost. Epidemiological surveys to study the role of chlordecone in diseases that could not been taken into account for lack of knowledge (adult neurotoxicity, autoimmune diseases, and other developmental effects) would be needed. It would be useful to provide mechanistic studies before epidemiological studies implementation. Extend follow-up of the TIMOUN cohort could reduce uncertainty about cognitive development

Le cancer du sein est le plus fréquent des cancers de la femme. Son incidence n'est expliquée que partiellement par les facteurs de risque bien établis comme les facteurs reproductifs, hormonaux ou génétiques. Plusieurs éléments suggèrent l'existence de facteurs de risque environnementaux, tels que les polluants organochlorés persistants connus comme perturbateurs endocriniens. Les objectifs de ce travail sont : d'étudier les niveaux d'exposition, et leurs déterminants, au DDE (principal métabolite de l'insecticide DDT) et aux polychlorobiphényles (PCB) ; d'estimer par une modélisation pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) les niveaux d'exposition au PCB-153 à la période péri-pubertaire qui constitue une fenêtre de susceptibilité accrue de la glande mammaire aux agents environnementaux ; d'étudier le rôle du DDE et du PCB-153 dans le risque de cancer du sein, à la fois à partir de prélèvements sanguins actuels et, pour le PCB-153, à partir de niveaux estimés à la période péri-pubertaire.Ce travail a été effectué à partir de l'étude CECILE, étude cas-témoins en population générale incluant 1055 témoins et 1080 cas de cancer du sein diagnostiqués de février 2005 à mars 2008 dans les départements d'Ille-et-Vilaine et de Côte d'Or chez lesquels un prélèvement sanguin a permis d'effectuer des dosages de p,p'-DDE et de PCB-153. La modélisation PBPK mise en place en coopération avec une équipe de toxicologues canadiens a permis de simuler des profils toxicocinétiques vie entière de PCB-153 et d'estimer les niveaux d'exposition au cours de la puberté. Cette modélisation est basée sur les niveaux mesurés au moment de l'enquête, les facteurs individuels de variation (poids, taille, grossesses, allaitement) connus d'après le questionnaire et la courbe de contamination environnementale au cours du temps.Les niveaux de contamination biologique observés sont plus faibles que ceux rapportés précédemment dans les populations occidentales. Nous montrons également que les principaux facteurs prédictifs des niveaux sériques de p,p'-DDE et de PCB-153 chez les femmes incluent l'âge, les habitudes alimentaires, le poids et ses variations au cours du temps, les grossesses et l'allaitement, et le lieu de résidence. Nous n'observons pas d'association entre les niveaux de p,p'-DDE et le risque de cancer du sein, mais une association inverse apparaît pour les cancers du sein de type négatifs pour les récepteurs hormonaux. Nous observons également une association inverse avec les niveaux de PCB-153 chez les femmes de 50 ans et plus. L'association inverse est renforcée lorsque les niveaux sont estimés pour la période péri-pubertaire à l'aide des modèles PBPK chez les femmes de la génération 1951-1960, correspondant à la cohorte de naissance des femmes de plus de 50 ans ayant connu les expositions aux PCB les plus élevées durant leur puberté.Plusieurs mécanismes biologiques pourraient expliquer l'association inverse observée entre le cancer du sein et l'exposition aux PCB. Ces résultats doivent être confirmés par des études tenant compte des fenêtres de susceptibilité de la glande mammaire et constituent une piste intéressante à approfondir.

La présence humaine sur terre est responsable de la production et du déversement de nombreuses substances, dont certaines toxiques, dans l'environnement; il s'agit là d'un fait reconnu. Que ce soit en milieu naturel ou anthropique, ces contaminants y sont retrouvés et la faune les fréquentant est donc exposée à un cocktail de contaminants pouvant mener à l'apparition d'effets néfastes observables ou non. Parmi les contaminants présents dans ces environnements, les retardateurs de flamme (FR) de type halogéné sont d'intérêt puisque plusieurs effets toxiques leur sont attribuables. Parmi ceux-ci, certains, comme leur potentiel de perturbateurs endocriniens (axes thyroïdien et gonadique), peuvent mener à des effets au niveau du tissu osseux. Comme il est connu que le métabolisme de ce tissu est régulé de façon très précise par certaines hormones (calcitonine, parathormone, hormones thyroïdiennes) et molécules (interleukines, « macrophage colony-stimulating factor » (M-CSF), vitamine D), il est donc possible que la structure ou la qualité de ce tissu en soit affectée, ce qui pourrait causer certains désavantages aux individus plus grandement atteints. Dans le cadre de cette étude, nous avons examiné les effets de l'exposition aux retardateurs de flamme halogénés sur le métabolisme osseux du goéland à bec cerclé (Larus delawarensis) nichant à proximité de la ville de Montréal (île Deslauriers). La proximité avec le centre urbain qu'est Montréal est grandement responsable de l'exposition des individus y nichant. En effet, ceux-ci consommant de grandes quantités de nourriture d'origine anthropique, ils se retrouvent donc fortement exposés aux FRs en fréquentant les lieux où ce type de nourriture est retrouvé (sites d'enfouissement technique et centres urbains). De plus, cette île est située dans le panache de l'effluent de la communauté urbaine de Montréal, ce qui peut aussi contribuer à l'exposition élevée de ces individus. Cette espèce étant considérée comme bio-indicatrice de ce milieu, les résultats obtenus pourront potentiellement être étendus à d'autres espèces qui pourraient voir leur santé affectée. Les contaminants ont été extraits des tissus sélectionnés (foie et plasma) et quantifiés par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse (GC/MS). Les marqueurs biochimiques, le calcium (Ca2+) et le phosphate inorganique (PO4-) circulants ainsi que l'activité de la phosphatase alcaline, ont été mesurés à l'aide d'ensembles de colorimétrie disponibles sur le marché. Pour ce qui est des marqueurs physiques, ceux-ci ont été évalués à partir d'images obtenues par microtomographie qui ont été analysées pour permettre le calcul et l'estimation de certains paramètres du tissu osseux. Des associations négatives entre la densité minérale osseuse (corticale et trabéculaire) ainsi que le niveau de certains contaminants (ex.: BDE-154, -183, -201, -209) dans le foie ou le plasma et des associations négatives entre la BMD (corticale et trabéculaire) et la Bv/Tv (trabéculaire) et le niveau de calcium circulant ont été observées. Ces résultats nous permettent de croire que les polluants à l'étude pourraient avoir un effet, direct ou indirect, sur le métabolisme osseux du goéland à bec cerclé, et donc que le tissu osseux de ces individus serait une cible potentielle pour ces composés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : retardateurs de flamme halogénés, polybromodiphényléthers, densité minérale osseuse, calcium, phoshate, goéland à bec cerclé