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Des polluants visualisés... dans un poisson fluorescent

Un nouveau poisson-zèbre transgénique permet de suivre le devenir de polluants dans le corps en temps réel. Les interactions entre des contaminants ressemblant aux œstrogènes (dont le bisphénol A) et certains organes sont en effet trahies par la production d’une lumière verte. Les premiers tests ont déjà parlé, ces molécules toucheraient bien plus d’organes que prévus. Heureusement, les chercheurs pourront dès maintenant mieux cibler leurs recherches.

Le poisson-zèbre développe des formes de cancer similaires à celles des humains. Se reproduisant rapidement, il représente un modèle de choix pour de nombreux généticiens. © Wikimedia Commons

Le poisson-zèbre développe des formes de cancer similaires à celles des humains. Se reproduisant rapidement, il représente un modèle de choix pour de nombreux généticiens. © Wikimedia Commons

Des polluants visualisés... dans un poisson fluorescent - 2 Photos

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Les stations d’épuration ne sont malheureusement pas capables de retenir tous les polluants des eaux usées, surtout lorsqu’il s’agit de petites molécules. De nombreuses substances chimiques d’origine industrielle ou pharmaceutique se retrouvent dans les écosystèmes aquatiques où elles vont engendrer plusieurs problèmes. Les composés ressemblant aux œstrogènes, un groupe d’hormones féminines, seraient par exemple responsables d’une féminisation des populations de poissons, d’une chute drastique du nombre de spermatozoïdes chez l’homme et d’une forte augmentation des tumeurs du sein chez la femme.

La pilule contraceptive (contenant souvent des éthinyl-œstradiols) a été désignée comme étant la grande responsable de cette pollution. Des études récentes ont cependant montré qu’elle n’est pas la seule coupable. Des molécules contenues dans le plastique (bisphénol A), dans des détergents industriels et dans des peintures antifooling (les nonylphénols) peuvent également se fixer aux récepteurs spécifiques des œstrogènes, notamment dans le cœur et le foie, et de dérégler la machinerie hormonale.  

Bien que les mécanismes d’intoxication soient connus, il reste de nombreux doutes sur les régions du corps ou les organes touchés par cette pollution. Il est en effet difficile de suivre le devenir de ces molécules dans l’intégralité d’un corps après leur ingestion. Difficile, mais pas impossible ! Une équipe de l’université d’Exeter (Royaume-Uni) dirigée par Tetsuhiro Kudoh et Charles Tyler a trouvé, et présenté dans la revue Environmental Health Perspectives (EHP), une solution originale. Un poisson-zèbre a reçu plusieurs gènes lui permettant de faire briller en vert les régions du corps ciblées par les polluants ! Il s’agit du premier outil permettant de suivre les effets des contaminants sur un animal entier en temps réel, et donc de mieux comprendre les risques pour la santé.

Ces deux poissons-zèbre transgéniques ont été créés pour détecter la présence de polluants se fixant aux récepteurs spécifiques des œstrogènes. L'image du bas montre un individu ayant été exposé à 100 ng par litre d'éthynyl-œstradiol, une substance active entrant dans la composition des pilules contraceptives. Les zones colorées en vert correspondent aux muscles crâniaux (cm), au cœur (h), à l'œil (le), au foie (li), aux neuromastes (n) et aux muscles squelettiques des myomères (sm). © Adapté de Lee et al. 2012, Environmental Health Perspectives
Ces deux poissons-zèbre transgéniques ont été créés pour détecter la présence de polluants se fixant aux récepteurs spécifiques des œstrogènes. L'image du bas montre un individu ayant été exposé à 100 ng par litre d'éthynyl-œstradiol, une substance active entrant dans la composition des pilules contraceptives. Les zones colorées en vert correspondent aux muscles crâniaux (cm), au cœur (h), à l'œil (le), au foie (li), aux neuromastes (n) et aux muscles squelettiques des myomères (sm). © Adapté de Lee et al. 2012, Environmental Health Perspectives

Un poisson-zèbre détecteur de pollution

Les poissons-zèbre (Danio rerio) ont reçu plusieurs gènes dont ERE qui possède un promoteur sensible à la présence des œstrogènes synthétiques perturbant le système endocrinien (désignés en anglais par les lettres EDC). Il a été couplé au gène Gal4ff, chargé d’augmenter la sensibilité du système et d’amplifier la réponse. Après sa synthèse, la protéine GAL4 se charge d’activer une séquence (UAS-GFP) codant pour une protéine fluorescente verte GFP. Plusieurs reproductions ont ensuite été effectuées entre des individus brillants à chaque fois en présence d’œstradiol afin d’obtenir une souche stable.

Les poissons TG (pour transgénique) ont ensuite été exposés à plusieurs concentrations de différents polluants retrouvés dans les cours d’eau britanniques, certaines doses correspondant aux valeurs mesurées sur le terrain, puis observés au microscope à fluorescence. Le foie et le cœur se sont bien illuminés… tout comme les muscles squelettiques, les vésicules otiques, les yeux, la ligne latérale, les ganglions et le prosencéphale (le cerveau), en fonction de produits testés (bisphénol A, éthinylestradiols, nonylphénols, etc.). Les perturbateurs endocriniens touchent donc plus d’organes que prévu.

Ces résultats vont dès maintenant permettre aux chercheurs de mieux cibler leurs recherches. Ils vont pouvoir comprendre de manière plus approfondie toutes les conséquences que la pollution des eaux douces par des molécules analogues aux œstrogènes peut avoir sur la santé de la vie sauvage et de l’Homme.


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