Analyse des effets neurologiques des rayonnements ionisants chroniques à faible dose : des réponses moléculaires aux effets cognitifs
Laboratoire d'accueil : Laboratoire d'écotoxicologie des radionucléides (LECO)
Date de début de thèse : Octobre 2018
Nom du doctorant : Elsa Cantabella
Descriptif du sujet
Les effets à long terme des expositions chroniques à faibles doses des rayonnements ionisants (RI) sur les écosystèmes restent largement méconnus. Des études sur des populations d'oiseaux à Tchernobyl démontrent une diminution du volume crânien avec le débit de dose, suggérant un impact significatif sur les capacités cognitives des vertébrés sur le long terme. Des résultats similaires sont observés sur des macaques après l'accident de Fukushima. Ces résultats sont en partie confirmés par des études de laboratoire réalisées sur des rongeurs, montrant qu'une exposition prénatale aux RI réduit le nombre de progéniteurs et de neurones différenciés, diminue la complexité du réseau dendritique et peut conduire à des déficits de mémoire et des perturbations du comportement. La génotoxicité des RI est décrite chez le poisson zèbre. Toutefois, ces études portent sur des embryons, à des expositions majoritairement aigues et n’intègrent pas l’évaluation des mécanismes impliqués au niveau de l’encéphale. Cette dernière est nécessaire puisque l’intégrité du système nerveux central s’inscrit dans des processus majeurs tels que la survie, la reproduction et le comportement.
Ce projet propose d'étudier l'impact des RI chroniques à faibles doses sur le système nerveux central du poisson zèbre, organisme dont la neurogénèse adulte est abondante. Des paramètres moléculaires (dommages à l’ADN, apoptose, qRT-PCR, mRNAseq) et cellulaires (analyses in situ d’ARN et immunocytochimie) seront analysés et mis en relation avec des paramètres individuels intégrateurs comme l’anxiété et le comportement social.
Les poissons (6-8 mois) seront exposés à des débits de doses de 50μGy/h et 0,5mGy/h durant 40 jours dans l’installation MICADO’LAB. Le choix des débits de dose se justifie par des résultats préliminaires de RNAseq et une volonté de se rapprocher des recommandations pour la protection des écosystèmes (10μGy/h). Les effets des RI seront évalués au niveau du cerveau antérieur (télencéphale et diencéphale). L’étude portera sur différentes échelles d’organisation de fonctions biologiques majeures comme la prolifération et la différenciation cellulaires, la neurotransmission et le système neuroendocrinien au niveau des cellules souches neurales, des neurones matures et l’étude du comportement.
Ce projet permettra d’approfondir les connaissances mécanistiques des effets des RI sur le cerveau, organe essentiel à la survie. Il contribuera à évaluer la radiosensibilité de marqueurs tant au niveau moléculaire que comportemental. Enfin, ce projet de thèse est une première approche pour évaluer les effets des expositions aux RI chroniques à de faibles doses sur le long terme et leur impact possible sur la dynamique des populations.