July 2024, Besançon
SEFA

Oral communications and poster

Oral communications 

Blanche Goddyn, Anne Bado-Nilles, Cyril Turiès, Rémy Beaudouin. Impact du bisphenol s (bps) sur les populations d'epinoche à trois epines : analyse de donnees historiques en mesocosme a l'aide de modeles mathematiques (deb-ibm). Société Ecotoxicologique Fondamentale et Appliquée (SEFA), 3-4 juillet 2024, Besançon (France)

Lisa Gollot, Rémy BEAUDOUIN, Juliette FABURÉ, Raphaël ROYAUTÉ. La moyenne des réponses ne serait-elle pas une réponse moyenne à la question de l’écotoxicité des pesticides ? Société Ecotoxicologique Fondamentale et Appliquée (SEFA), 3-4 juillet 2024, Besançon (France)

IMPACT DU BISPHENOL S (BPS) SUR LES POPULATIONS D’EPINOCHE A TROIS EPINES : ANALYSE DE DONNEES HISTORIQUES EN MESOCOSME A L’AIDE DE MODELES MATHEMATIQUES (DEB-IBM) Depuis 2017, l'Agence Européenne des Produits Chimiques (ECHA) identifie le Bisphénol A (BPA) comme un perturbateur endocrinien. Afin de le remplacer, d'autres bisphénols ont été synthétisés, notamment le bisphénol S (BPS). Des études révèlent également le potentiel perturbateur endocrinien du BPS chez les poissons téléostéens 1 . Un défi majeur de l'évaluation des risques écologiques est de prédire les effets de stress chimique comme ceux du BPS au niveau de la population 2 . Pour cela, l'INERIS utilise des mésocosmes (rivières artificielles) pour étudier les populations d'épinoches à trois épines 3 . Couplé à cette plateforme expérimentale, un modèle DEB-IBM (Dynamic Energy Budget - Individual Based Model) a été développé pour simuler et mieux comprendre les dynamiques de population d’épinoches à trois épins et les effets sur celles-ci lors des expériences en mésocosme 4 . L'objectif de cette étude est d'explorer les effets du BPS sur la dynamique de population d’épinoches à l'aide des expériences en mésocosmes et du modèle DEB-IBM. Une étude sur 215 jours dans les mésocosmes de l'INERIS a évalué les effets à long terme du BPS (1, 10 et 100 µg/L) sur les populations d'épinoches à trois épines. L’expérience dans les mésocosmes non exposés a ensuite été simulé dans le DEB-IBM via l’intégration des données d’observations de l’environnement (photopériode, température, nourriture) et des individus (taille initiale). Des effets du BPS issus de la littérature scientifique seront ensuite intégrés au DEB-IBM afin de simuler les effets sur la population. L'analyse statistique des données brutes, dont la puissance est limitée, n'a révélé aucune différence significative entre les populations non exposées et exposées. Les épinoches initialement introduites ont montré une diminution de taille finale par rapport aux précédentes expériences en mésocosme, probablement due à une adaptation à l'environnement du mésocosme. Le modèle DEB-IBM a donc dû être recalibré en conséquence, notamment en augmentant l'énergie allouée à la maintenance somatique (PM). La seconde phase consiste à intégrer les effets du BPS dans le DEB-IBM, à partir des effets décrits dans la littérature sur différentes espèces de poissons téléostéens, pour simuler les dynamiques des populations exposées à différentes concentrations. Ces simulations fourniront des informations sur les mécanismes sous-jacents des effets sur les populations d’épinoches à trois épines et permettront une meilleure interprétation des résultats, en particulier, de la dynamique des effets permettant de comprendre l’apparente similarité des populations exposées et non exposées en fin d’expérience. 

Mots clés 

Population, Mésocosme, DEB-IBM, Epinoche à trois épines, Bisphénol S 

Remerciements 

This project has also received funding from the European Union’s Horizon Europe research and innovation programme under Grant Agreement No 101057014 (The European Partnership for the Assessment of Risks from Chemicals; PARC). 

Références

(1) Naderi, M.; Wong, M. Y. L.; Gholami, F. Developmental Exposure of Zebrafish (Danio Rerio) to Bisphenol-S Impairs Subsequent Reproduction Potential and Hormonal Balance in Adults. Aquat. Toxicol. 2014, 148, 195–203. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2014.01.009. 

(2) Forbes, V. E.; Palmqvist, A.; Bach, L. The Use and Misuse of Biomarkers in Ecotoxicology. Environ. Toxicol. Chem. 2006, 25 (1), 272–280. https://doi.org/10.1897/05-257R.1. 

(3) de Kermoysan, G.; Joachim, S.; Baudoin, P.; Lonjaret, M.; Tebby, C.; Lesaulnier, F.; Lestremau, F.; Chatellier, C.; Akrour, Z.; Pheron, E.; Porcher, J.-M.; Péry, A. R. R.; Beaudouin, R. Effects of Bisphenol A on Different Trophic Levels in a Lotic Experimental Ecosystem. Aquat. Toxicol. 2013, 144–145, 186–198. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2013.09.034. 

(4) David, V.; Joachim, S.; Porcher, J.-M.; Beaudouin, R. Modelling BPA Effects on Three-Spined Stickleback Population Dynamics in Mesocosms to Improve the Understanding of Population Effects. Sci. Total Environ. 2019, 692, 854–867. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.07.274. llet 2024, Besançon (France)

Poster (Poster award)

Tu-Ky LY, Edith CHADILI, Karyn LE MENACH, Hélène BUDZINSKI, Nathalie HINFRAY, Rémy BEAUDOUIN, “Fongicides azolés et perturbation endocrinienne : Exploration des effets par un modèle cinétique à base physiologique de l’axe gonadotrope (PBK-HPG) chez le poisson zèbre”, Société Ecotoxicologique Fondamentale et Appliquée (SEFA), 3-4 juillet 2024, Besançon (France)  

FONGICIDES AZOLES ET PERTURBATION ENDOCRINIENNE : EXPLORATION DES EFFETS PAR UN MODELE CINETIQUE A BASE PHYSIOLOGIQUE DE L’AXE GONADOTROPE (PBK-HPG) CHEZ LE POISSON ZEBRE Les fongicides azolés sont des substances fortement suspectées d’être des perturbateurs endocriniens (PE). Ils agissent en inhibant l'aromatase gonadique (Cyp19a1a), une enzyme clé de l'axe gonadotrope, impactant ainsi la balance entre les androgènes et les estrogènes et réduisant la production de vitellogénine (VTG) (De Oliveira et al. 2020). Cette perturbation peut in fine mener à une perturbation de la reproduction. Afin d’appréhender au mieux leurs mécanismes d’actions, il est essentiel de prédire leur bioaccumulation, ce qui permet de relier directement la dose interne aux effets indésirables observés. Pour cela, les modèles cinétiques à fondement physiologique (PBK) couplé à un modèle de toxicodynamie (TD), permettent une approche mécaniste, répondant parfaitement à ce besoin. Ainsi, l’objectif de ce travail a été de développer un modèle PBK-TD de l’axe gonadotrope (PBK-HPG) chez le poisson zèbre, afin d’étudier deux fongicides azolés, le prochloraze (PCZ) et l'imazalil (IMZ). Pour appuyer le développement du modèle PBK-HPG, deux expériences ont été réalisés chez des poissons zèbres mâles et femelles, exposés à trois concentrations de PCZ ou d’IMZ (3, 30, 300 µg/L) ou au DMSO (0,01 %). Plusieurs biomarqueurs ont été mesurés notamment les concentrations circulantes d’estradiol (E2), de 11-ketotestostérone (11-KT), et de VTG. Le modèle PBK-HPG, composé de 12 compartiments, intègre la synthèse hépatique œstro-dépendante de la VTG, la synthèse des hormones stéroïdes gonadiques (testostérone, E2 et 11-KT), ainsi que les boucles de rétrocontrôles, et les dynamiques de liaison/dissociation des hormones à leurs récepteurs et protéine de transport dans la circulation systémique. Le modèle permet de prédire les concentrations internes de PCZ et d'IMZ dans les organes clés. Il reproduit fidèlement les conditions physiologiques de l’axe gonadotrope ainsi que les effets du PCZ et de l’IMZ à partir des concentrations retrouvées dans les organes cibles. Notamment, il prédit une réduction significative de l’E2 circulant et de la synthèse de VTG à la forte concentration d’exposition, reflétant les observations expérimentales. En conclusion, le modèle PBK-HPG fournit des informations utiles sur la cinétique du PCZ et de l’IMZ et leur impact sur l'axe HPG chez le poisson zèbre. Ainsi, ce travail enrichie la compréhension des effets des fongicides azolés sur l'axe HPG chez le poisson-zèbre. Le modèle PBK-HPG présente des perspectives d'intégration avec une modèle de dynamiques des ovocytes dans une approche quantitative de cheminement des effets adverses (qAOP), offrant une approche intégrative pour évaluer les effets toxiques des PEs.

Mots clés 

PBK, PBK-TD, Poisson Zèbre, Perturbateur Endocrinien, Fongicides Azolés, Reproduction

Remerciements 

Les auteurs remercient l'ANSES [AIDEZ projet n°EST-2016/1/189, GinFiz projet n°2020/01/133] et le Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire [Programme 190 Ecotoxicologie]. 

Références

De Oliveira J. Chadili E. Piccini B. Turies C. Maillot-Marechal E. Palluel O. Pardon P. Budzinski H. Cousin X. Brion F. et Hinfray N. Refinement of an oecd test guideline for evaluating the effects of endocrine disrupting chemicals on aromatase gene expression and reproduction using novel transgenic cyp19a1a-egfp zebrafish. Aquatic Toxicolo gy. 2020;220.