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Poissons fécondés par des dépurateurs

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De nombreux types de polluants arrivent dans nos rivières. Parmi elles figurent des substances féminisantes, appelées xénoestrogènes. Ces substances peuvent provoquer des changements sexuels dans les poissons. En fait, on a décrit la présence d’ovocytes dans les testicules de poissons masculins qui étaient sous ces substances xénostrogènes, phénomène connu comme «intersex». Au cours des dernières années, diverses études ont été menées pour comprendre les mécanismes de ce phénomène et son incidence sur les populations de poissons de la côte basque.

Certains polluants affectent le fonctionnement du système endocrinien animal, car ils affectent les voies hormonales. Ces contaminants sont appelés composés perturbateurs endocriniens (EDC). Dans le groupe EDC ont été classés une grande quantité de produits chimiques que nous pouvons trouver dans notre vie quotidienne, tels que les hydrocarbures, les alkylphénols de détergents, les phtalates de plastiques, les pesticides, etc.

Le groupe de composés xénoestrogènes est le plus inquiétant EDC, car ils sont capables d'imiter l'hormone, l'oestrogène, le plus important pour la reproduction chez les femelles vertébrées. C'est le cas des hormones synthétiques, comme celles utilisées dans les pilules contraceptives, et d'autres composés chimiques, tels que le bisphénol et le phtalate, utilisés dans la synthèse des plastiques, ou le nonilphénol présent dans certains détergents et insecticides. Ils sont tous au milieu et sont capables d'interagir avec les organismes présents, même en faibles concentrations.

En raison de diverses activités humaines, tous ces composés arrivent à des moyens aquatiques. La collecte, le traitement et le nettoyage des eaux usées industrielles et domestiques sont effectués dans les stations d'épuration, mais les xénoestrogènes ne peuvent pas être complètement éliminés de l'eau, il existe une activité oestrogénique dans les eaux qui sont libérées des stations d'épuration aux rivières.

Les poissons peuvent être en contact permanent avec ces substances. Les xénoestrogènes sont associés aux récepteurs d'oestrogènes présents dans les cellules, affectant les processus qui devraient être soumis à un contrôle hormonal et provoquant des changements dans les fonctions des animaux dues à l'oestrogène (développement et reproduction). Ils peuvent avoir des effets à long terme. Les xénoestrogènes affectent les mécanismes de fixation et de différenciation du sexe des poissons, ce qui peut entraîner un déséquilibre entre le cycle reproducteur et un changement de sexe radical dans les cas les plus graves.

Biomarqueurs

En analysant les réponses d'organisation biologique de bas niveau (génique, cellulaire ou textile), on peut obtenir des avertissements précoces sur les effets qui peuvent se produire à des niveaux plus élevés (physiologie animale, organisme ou population). Ces réponses analysées sont appelées biomarqueurs et sont des indicateurs précoces des effets potentiels sur la santé à long terme.

Pour décrire les transformations des poissons affectés par les xénoestrogènes, on peut utiliser des biomarqueurs. La vitelogenine (vtg), produite par la protéine oestrogène dans le foie des poissons femelles, est transportée aux ovocytes, précurseur des protéines de réserve, le vitelo de l'oeuf. Les composés xénostrogènes provoquent une expression vtg inhabituelle chez les poissons mâles et immatures, et sont donc utilisés comme biomarqueur de composés oestrogéniques.

Un autre biomarqueur approprié de xénoestrogènes sont les aromatases (Cyp19). Ces enzymes agissent sur la synthèse des hormones stéroïdiennes, comme les oestrogènes. Responsables de la régulation du niveau des œstrogènes des vertébrés, ils sont très importants pour la détermination et la différenciation du sexe des poissons. L'exposition aux xénoestrogènes provoque le déséquilibre des niveaux de transcription des gènes aromatase et favorise le changement sexuel des poissons.

Il y a d'abord des changements au niveau moléculaire puis au niveau du tissu. Par exemple, des ovocytes ont été détectés dans les testicules de certains poissons mâles. Ils sont appelés “intersex”. Ce phénomène a été détecté dans les populations de poissons du monde entier où il existe une contamination de xénoestrogènes, qui est utilisé comme biomarqueur au niveau des tissus.

Ces dernières années, un indicateur moléculaire de présence et de qualité des ovocytes a été décrit: 5S rRNA. Cette molécule est l'ARN ribosomique nécessaire pour former la plus grande sous-unité des ribosomes, présente dans toutes les cellules eucariotes de deux manières : dans les cellules somatiques d'un côté et dans les ovocytes de l'autre. On a observé que le niveau de transcription de 5S ARNr est très élevé dans les ovocytes de poissons qui se développent, par rapport à d'autres ARNr ribosomiques (18S rARNr…). Il est jugé nécessaire de soutenir le développement initial de l'embryon après une fécondation réussie, car grâce à son accumulation l'embryon disposera des ribosomes nécessaires à la synthèse des protéines. Par conséquent, la transcription élevée du rARN 5S des ovocytes permet son utilisation comme marqueur de changement sexuel, comme indicateur des femelles. Dans les poissons qui dépendent de xénoestrogènes, au contraire, il est devenu un marqueur moléculaire de l'état d'intersex.

Xénoestrogènes en Euskal Herria

Au Pays Basque, les premiers effets xénogyniques ont été détectés en 2007 dans la population de Chelón labrosus korrokoi qui habite autour de la station d'épuration de Gernika. 30% des mâles étudiés étaient intersexes et même si la vitelogénéine a été détectée dans le plasma sanguin, elle est plus féminine. Des restes d'EDC ont été découverts dans la bile des korrokois, principalement des kérosols dérivés de détergents et de peintures.

Par la suite, des poissons féminisés ont été détectés dans plus de zones de la côte basque : Ouvrez, Ondarroa, Deba et Pasaia, entre autres. Des mélanges complexes de contaminants comme le lindane, les phtalates, les alkylphénols, le bisphénol A et les médicaments oestrogéniques ont été détectés dans ces populations de poissons. Les débits des EDAR sont les principales sources d'émission de ces composés.

Pour étudier l'origine et l'évolution des effets des EDC qui apparaissent sur la côte basque, on a récemment analysé les populations de korrocoas qui vivent en dessous des déversements des stations d'épuration de Gernika et Galindo. En juin 2013 et février 2014, les poissons ont été capturés sur les deux sites et des études histologiques et moléculaires ont été menées afin de détecter d'éventuels indices de processus d'intersexe et de féminisation.

Dans ces deux populations on a localisé les poissons intersex, et les niveaux de Gernika ont été beaucoup plus élevés: malgré cela, 90% des intersexes étaient dans l'échantillonnage de février. Au contraire, 9% des poissons de Galindo étaient intersexes. Cependant, le degré de féminisation des poissons galindes était plus grave, car les ovocytes étaient abondants dans les testicules. Quelques ovocytes apparurent à Guernica.

En dehors de ces prédominances, la présence de poissons intersexes confirme que l'eau de ces stations d'épuration échappe probablement aux composés xénostrogéniques. L'étude des biomarqueurs moléculaires a permis de détecter des ratios élevés de molécules de marqueurs d'obocytes chez les poissons intersexes. Les niveaux de transcription des gènes 5S rRNA et cyp19a1 aromatase étaient semblables à ceux des poissons intersex femelles, reflet du processus de féminisation des testicules. L'étude de la vitelogenine a confirmé les résultats et confirmé l'exposition à xénoestrogènes dans le foie des poissons intersexes et des mâles, où l'expression du gène de cette protéine est produite.

Conclusions

Les mâles intersexes ont été détectés dans les populations de muqueux qui habitent autour des stations d'épuration de Gernika et Galindo. Dans Gernika ont été trouvés plus intersex, mais le degré de gravité des intersexes dans Galindo était plus élevé, puisque le nombre d'ovocytes dans les testicules était plus élevé. Par conséquent, les poissons mâles deviennent des femelles en populations de poissons en contact avec les polluants émis par les épurateurs.

Futur

Bien que les poissons intersexes soient connus, on ne sait pas quels sont les mécanismes moléculaires du phénomène, à quel moment du cycle de vie les poissons intersex deviennent, ce qui a provoqué ce changement... Pour bien comprendre ce processus cellulaire, la première chose à faire est de savoir quels gènes influencent le développement de l'appareil reproducteur de poissons mâles et femelles et de mesurer à quelle phase du développement testiculaire/ovaire sont exprimés. En outre, il convient d'analyser l'évolution des gamètes. Les informations ainsi obtenues permettent de concevoir des biomarqueurs précoces pour les poissons intersexes et de gérer plus efficacement le risque de présence de xénoestrogènes.

Références

Remarque : Remarque : Remarque :

Ce travail de recherche a été décerné au Congrès IkerGazte le domaine des sciences et des sciences naturelles. Cet article est une adaptation pour la revue Elhuyar.