Étude des effets multigénérationnels d'une exposition chronique aux rayonnements ionisants chez un organisme modèle : le nématode Caenorhabditis elegans

L’évaluation de l’impact écologique d’une exposition aux rayonnements ionisants (phénomène naturel et ubiquiste enrichi par les activités humaines) est devenue une préoccupation majeure. Peu d’études relatives aux expositions chroniques sur plusieurs générations existent à ce jour, connaissances pourtant indispensables pour mieux comprendre les perturbations liées aux rayonnements ionisants et leurs conséquences possibles sur la population. De plus, il est devenu nécessaire de comprendre les mécanismes liés aux perturbations liées aux rayonnements ionisants à l’échelle moléculaire et cellulaire. Sans cette compréhension mécanistique, il est difficile d’extrapoler les effets observés d’une part entre les différents niveaux d’organisation biologique et d’autre part entre les différentes espèces.

L’objectif de ce doctorat était d’étudier les effets multigénérationnels d’une irradiation gamma chronique selon une approche intégrée, des traits d’histoire de vie aux mécanismes subcellulaires chez un organisme modèle, le nématode Caenorhabditis elegans. Pour ce faire, une stratégie en deux étapes a été mise en place. Tout d’abord, l’étude des effets d’une irradiation gamma chronique sur les traits d’histoire de vie de C. elegans a été effectuée. L’objectif de cette expérience était de tester l’hypothèse d’une augmentation de la sensibilité en fonction des générations. Pour cela, trois générations ont été exposées à différents débits de dose. En parallèle, deux générations ont été placées en environnement « contrôle » après exposition parentale, afin de tester une possible transmission des effets maternels. Le deuxième volet de cette thèse a eu pour objectif de caractériser les différents mécanismes subcellulaires pouvant expliquer les effets observés sur les traits d’histoire de vie lors de l’exposition multigénérationnelle aux rayonnements ionisants.

Les résultats obtenus ont mis en évidence (i) que le nombre cumulé de larves était le critère d’effet le plus sensible à l’irradiation gamma, (ii) qu’une augmentation de la radiosensibilité était observée sur trois générations exposées et (iii) que les effets de la génération parentale étaient transmis aux générations non-exposées. Une augmentation de l’apoptose, une diminution du stock de spermatozoïdes et, dans une moindre mesure une diminution du nombre de cellules mitotiques, semblent expliquer la diminution de la reproduction observée dans les générations exposées. Seule une diminution du nombre de spermatozoïdes a été observée en parallèle d’une diminution du nombre cumulé de larves dans les générations placées en environnement contrôle après exposition parentale. D’autres processus, notamment des processus épigénétiques, pourraient également intervenir et expliquer l’effet observé sur la reproduction dans ces générations.

Ce projet de recherche nous a permis d’apporter des connaissances sur les effets multigénérationnels d’une irradiation gamma et montre l’intérêt d’utiliser une approche intégrée afin de mieux comprendre les mécanismes d’action liés à l’action d’un polluant et d’améliorer l’évaluation des risques environnementaux.