Biomarqueurs de génotoxicité chez Dreissena polymorpha : indicateurs de la pression chimique urbaine et variabilité naturelle des lésions de l'ADN

Human activities are responsible of the introduction of a large number of chemical contaminants in the environment. In order to assess the ecological status of water bodies, it becomes necessary to assess the impact of chemical contamination in the aquatic environment. The use of genotoxicity biomarkers allows the evaluation of the impact of chemical contaminants on the DNA integrity as predictors of effects at the population level. The main objective of this work was to develop a sensitive biomarker of early genotoxic effects of chemical contamination in Dreissena polymorpha caged in urban area. We used the comet assay, to measure DNA strand breaks and alkali-labile sites. We have coupled this assay with a specific endonuclease of oxidative DNA damage (hOGG1) to enhance the significance of the comet-hOGG1 assay, by the oxidative DNA damage detection, such as 8-oxodG, involved in cellular aging and carcinogenesis. The DNA oxidation formation has been demonstrated by the comet assay applied to mussel gills cells exposed to BaP and Cd. The oxidative DNA damage induced by BaP exposure were faster repaired than in mussels exposed to Cd. Then, the intrinsec variability of some genotoxicity biomarkers such as the level of DNA strand breaks, the micronuclei frequency and the number of DNA adducts, was assessed in order to eliminate this parameter in future biomonitoring studies. Results obtained in field studies showed the oxidative DNA damage induction in caged zebra mussels in urban sites of the Seine river basin. In addition, these studies showed that the mussels transplantation did not induce change either in the biological status of organisms or changes in the DNA strand break levels and micronuclei frequency. Finally, the comparison of the expression of genotoxicity biomarkers between spring and autumn showed that these two seasons are favourable to biomonitoring studies by the transplantation of Dreissena polymorpha.
Les activités anthropiques sont responsables de l'introduction d'un grand nombre de substances chimiques dans l'environnement. Dans le cadre de la Directive Cadre Européenne sur l'eau, il est nécessaire d'évaluer l'impact de la contamination chimique sur les milieux aquatiques afin d'établir un diagnostic de l'état écologique des masses d'eau. Les biomarqueurs de génotoxicité permettent l'évaluation de l'impact des contaminants chimiques sur l'intégrité structurelle de l'ADN et comme indicateurs prédictifs d'effets au niveau populationnel. L'objectif général de cette thèse est de développer un biomarqueur de génotoxicité sensible et précoce des effets de la contamination chimique urbaine sur Dreissena polymorpha. Dans ces travaux, nous avons utilisé le test comète, permettant de mesurer les cassures de brins d'ADN et les sites alcali-labiles. Nous avons couplé ce test à une endonucléase spécifique de la détection des lésions oxydatives (hOGG1) afin d'améliorer sa significativité, par la recherche de lésions oxydatives, telle que la 8-oxodG, impliquée dans le vieillissement cellulaire et la cancérogénèse. La formation d'oxydation de l'ADN a été mise en évidence par le test comet-hOGG1 appliqué à des cellules de branchies de moules exposées au BaP et au Cd. La réparation des lésions oxydatives induites par le BaP s'est avérée plus rapide que celles induites par le Cd. D'autre part, la variabilité naturelle de certains biomarqueurs de génotoxicité tels que le taux de cassures à l'ADN, la fréquence des micronoyaux et le nombre d'adduits à l'ADN, a été étudiée dans le but d'éliminer ce biais dans de futures études de biomonitoring. Les résultats des études in situ ont permis de mettre en évidence une induction de lésions oxydatives sur les moules transplantées sur les sites urbains du bassin de la Seine. De plus, ces travaux montrent que la technique de transplantation des moules n'induit pas de modification du statut biologique des organismes, ni de variation de l'expression du taux de cassures à l'ADN et de la fréquence de micronoyaux. Enfin, la comparaison de l'expression des biomarqueurs de génotoxicité entre le printemps et l'automne montre que ces deux saisons sont favorables aux études de biomonitoring par la transplantation de dreissènes.