Étude transgénérationelle des altérations de l’ADN et de leurs conséquences sur les traits d’histoire de vie et le budget énergétique de Daphnia magna exposé à l’uranium appauvri

Delphine Plaire a soutenu sa thèse le 12 décembre 2013 à Cadarache.

Comprendre comment les polluants affectent les espèces à différents niveaux d’organisation biologique est un enjeu majeur à la fois en écotoxicologie et en radioécologie. Dans le cadre du programme IRSN ENVIRHOM visant à évaluer les risques écologiques liés à la présence de radionucléides dans l’environnement, ce travail de thèse a pour objectif principal d’explorer les altérations de l’ADN et leurs conséquences potentielles pour les traits d’histoire de vie (survie, croissance et reproduction) d’un invertébré aquatique, Daphnia magna, exposé à de l’uranium appauvri. Pour répondre à cette problématique, une approche expérimentale et une approche de modélisation sont menées. La démarche expérimentale vise à évaluer l’accumulation et la transmission des altérations de l’ADN suite à une exposition à de l’uranium (0 ; 2 ; 9,9 ; 22,2 et 50 µg.L^-1) sur deux générations successives (F0 et F1). Différents scénarios d’exposition (exposition continue, post-éclosion et embryonnaire) sont mis en place pour tester la sensibilité spécifique de divers stades de vie. Les effets génotoxiques sont estimés à l’aide d’une technique d’amplification aléatoire de l’ADN couplée à la PCR (PCR-RAPD). Lors d’expositions continue et post-éclosion, les résultats mettent en évidence une accumulation et une transmission des dommages à l’ADN au fil des générations en parallèle de la sévérité des effets. Les altérations de l’ADN sont reportées dès l’éclosion de la génération F1 à une concentration de 2 µg.L^‑1. Les effets sur la croissance et la reproduction sont plus sévères lorsque le stade embryonnaire est exposé et restent visibles à partir de 9,9 µg.L^-1 malgré un retour en milieu non contaminé à l’éclosion. Les résultats suggèrent que les dommages à l’ADN pourraient être des indicateurs précoces de futurs effets sur les traits d’histoire de vie. Une analyse mécanistique des résultats expérimentaux est conduite à l’aide du modèle DEBtox (dynamique de budget énergétique appliquée à la toxicologie) afin de mieux cerner les causes de l’aggravation des effets d’une génération à l’autre. Un modèle à deux facteurs de stress (l’un corrélé à la concentration d’exposition et l’autre à un niveau de dommages) est développé. Les ajustements suggèrent l’implication d’un second mode d’action pour expliquer les effets immédiats de l’uranium sur la nutrition et les conséquences des dommages accumulés au fil des générations. La nature du second mode d’action reste à préciser, les ajustements pointant une augmentation des coûts de croissance et de maturation.