Caractérisation des effets de l’uranium chez le poisson zèbre Danio rerio - Mécanismes de stress, neurotoxicité et métabolisme mitochondrial

Adelaïde Lerebours, thèse de doctorat de l'université de Provence - Aix-Marseille I mention sciences, école doctorale sciences de l'environnement ED 251, spécialité environnement et santé, 244 p., soutenue le 17 décembre 2009

Ces travaux de thèse s’insèrent dans le cadre général de l’étude des effets biologiques de l’uranium chez le poisson zèbre Danio rerio exposé par voie directe à de faibles concentrations d’uranium (20 et 100 μg/L).
Lors d’une première expérience de contamination de 28 jours suivie d’une phase de dépuration de 8 jours, l’étude des profils d’expression de 20 gènes impliqués dans plusieurs fonctions cellulaires a permis d’identifier la nature des effets potentiels d’une exposition à l’uranium dans quatre organes, le cerveau, le foie, les muscles et les branchies, en relation avec la bioaccumulation de l’uranium. Le foie et les branchies accumulent de fortes concentrations d’uranium et sont le siège d’une dépuration efficace alors que l’inverse est observé pour les muscles et le cerveau. L’exposition à l’uranium induit une réponse tardive dans le foie (inflammation, apoptose et détoxication) et les branchies (balance oxydative) et à l’opposé, une réponse précoce est observée dans le cerveau (réponse neuronale) et les muscles (métabolisme mitochondrial). Le cerveau et les muscles apparaissent donc comme des organes sensibles pour lesquels les capacités de défense sont dépassées au-delà de concentrations tissulaires faibles.
Une étude plus approfondie a porté sur ces deux organes, en termes d’altération fonctionnelle et protéique du métabolisme mitochondrial. Une altération du couplage énergétique de la chaîne respiratoire pour les faibles doses, une variation du contenu protéique (induction des sous-unités I et IV de la cytochrome c oxydase) ainsi que des dommages histologiques (dilatation et vacuolisation du tissu musculaire) sont observés. Une autre étude s’est focalisée sur le cerveau et les effets précoces d’une exposition à l’uranium à travers l’analyse des perturbations transcriptionnelles et de l’ultrastructure du bulbe olfactif. Une répression de gènes codant pour les récepteurs de l’olfaction or111-7 et or102-5 est observée dès 3 jours d’exposition à la plus faible concentration. Ces réponses et les lésions histologiques observées suggèrent que le système olfactif serait sensible à une exposition à l’uranium.