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LIEBE - Laboratoire Interactions Ecotoxicologie Biodiversité Ecosytèmes - UMR 7146

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Most widely held works by LIEBE - Laboratoire Interactions Ecotoxicologie Biodiversité Ecosytèmes - UMR 7146
Impact environnemental des médicaments à usage humain sur le milieu récepteur : évaluation de l'exposition et des effets pour les écosystèmes d'eau douce by Jean-Philippe Besse( Book )

2 editions published in 2010 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

Un nombre important de molécules pharmaceutiques sont consommées en France et peuvent contaminer le compartiment aquatique, ce qui a conduit les gestionnaires et le public à s'interroger sur la présence et l'impact de ces substances dans l'environnement. Compte du nombre important de molécules consommées en France, il est nécessaire, avant d'établir un protocole de surveillance des milieux, d'établir une liste de molécules prioritaires à surveiller. Le travail présenté ici s'est donc attaché à proposer une liste pertinente de molécules à rechercher dans les eaux de surface, en tenant compte des concentrations attendues dans l'environnement et des effets biologiques sur les organismes aquatiques. Plusieurs méthodologies ont été mises en place, en fonction des substances médicamenteuses évaluées, et en fonction de la disponibilité des données. Au final, 300 molécules parentes couvrant majorité des classes thérapeutiques utilisées, ainsi qu'une cinquantaine de métabolites humains ont été évalués et des listes de molécules prioritaires justifiables du point de vue scientifique et de l'état actuel des connaissances ont pu être définies. Ce travail a par ailleurs permis de dégager les conclusions suivantes : La question de l'impact environnemental des substances médicamenteuses doit être abordé sous l'angle des mélanges et de leurs effets associés aux autres contaminants. Il est nécessaire de limiter autant que possible la dissémination environnementale des médicaments. La bonne gestion de cette problématique passera par l'entente entre les différentes agences et services responsables de la santé publique et par l'implication des industriels et des professionnels de la santé
Les interactions "hôte-parasites-environnement" dans la bioévaluation de la qualité des milieux : l'exemple du système Dreissena polymorpha et ses parasites by Laëtitia Minguez( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

Several studies showed the importance to take parasites into account in risk assessment studies since they represent potential confounding factors modifying the host physiology and bioindicators of water quality. In this context, we chose the freshwater bivalve Dreissena polymorpha as test host, organism commonly used in ecotoxicological studies. The potential confounding factor of different parasite species (i.e. intracellular bacteria, ciliates, trematodes) was studied, in situ on several host populations sampled on sites with a contamination gradient, and under controlled laboratory conditions where mussels were exposed to different nickel concentrations. Several physiological responses of zebra mussels were then tested at cellular and individual levels. It turns out that parasite infection can influence the biological responses of D. polymorpha, but the direction and intensity of responses depend on the host population history, the host gender and the parasite species considered. Moreover, we confirmed by descriptive modeling with data collected in France and the United States the relationship between environmental pollution (metallic contamination) and the occurrence of parasites, especially microparasites. Studies highlighted the specific case of co-infections that generally induced greater effects on host physiology than single infections. The results obtained during this PhD confirm the complexity of interactions between a host and its parasites, but emphasize the importance of taking into account parasitism in the assessment of environmental quality
Relations "biodisponibilité-génotoxicité-écotoxicité" des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans les sols de friches industrielles by Marc Bonnard( Book )

2 editions published in 2010 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The aim of this work research was to show in formerly-contaminated coking plant soils a relationship between the bioavailability of soil pollutants (PAH and/or heavy metals), their genotoxicity and their populational effects in the Eisenia fetida earthworm. This study showed that despite a similar contamination studied soils exhibited a great difference in ecotoxicity to earthworms and other terrestrial organisms (plants, springtails). Differences in ecotoxicity of soils would be attributable to bioavailability of soil pollutants which is different between soils. This study also showed that thermal desorption applied on one of the contaminated soils increased bioavailability of heavy metals. Thermal desorption would modify 1) the nature and composition of soil organic matter, 2) the speciation of heavy metals, 3) links between soil organic matter and heavy metals, rendering them more bioavailable and genotoxic to earthworms. The biological-ecotoxicological approach, which takes into consideration the bioavailability of soil pollutants, reveals to be necessary in addition of the physico-chemical approach in the evaluation of 1) risks and 2) remediation efficiency of contaminated soils. This study also showed that the measure of DNA damage in coelomocytes of earthworms is a relevant biomarker in the evaluation of genotoxicity of soil pollutants. This biomarker of genotoxicity can be used as indicator of bioavailability of soil pollutants. It revealed more sensitive than survival and as sensitive as reproduction, which are classical endpoints measured in earthworms. This biomarker of genotoxicity could be used as early indicator of physiological disturbances, even if the mechanistic link between DNA damage and effects on reproduction require further studies
Etude des effets génotoxiques et de l'induction des phytochélatines chez Vicia faba (Fabaceae) exposée au cadmium : application du test Vicia micronoyaux à des matrices complexes by Eric Béraud( Book )

2 editions published in 2007 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les plantes supérieures possèdent des mécanismes de défense leur permettant de supporter le manque de nutriments ainsi que la présence de polluants. Ces travaux, menés à la fois en milieu hydroponique et solide, ont permis d'étudier les relations entre génotoxicité et activation de certains mécanismes de défense, vis-à-vis du cadmium chez Vicia faba (fève). L'augmentation de la fréquence des micronoyaux (sélectionnée en tant que biomarqueur de génotoxicité), l'induction des phytochèlatines, ainsi que l'activité d'enzymes du stress oxydant (i.e. superoxyde dismutase, ascorbate péroxydase, guaïacol péroxydase, catalase, glutathion réductase) et la quantité de malondialdéhyde (MDA), indicateur de péroxydation lipidique, ont été analysées. Afin d'étudier tous ces biomarqueurs, une gamme de concentrations en chlorure de cadmium (CdCl2,) proche des concentrations retrouvées lors de pollutions environnementales a été choisie. Dans l'ordre, en partant des concentrations les plus faibles, le premier biomarqueur d'exposition observé, en milieu hydroponique, est l'augmentation de la fréquence des micronoyaux (LOEC= 7,5 10-8M CdCl2,), suivie de la diminution des activités enzymatiques(APX, SOD, CAT à 10-7M; MDA h 10-5M). Bien qu'induites dès 10-7M, la présence de l'ensemble des phytochèlatines (PC) ne sera réellement établie qu'à partir de 10-7M. La réponse de ces biomarqueurs d'exposition au cadmium dépend du temps et de la concentration. Les tissus jouent, eux aussi, un rôle dans l'induction des PC et dans les niveaux d'activités enzyrnatiques. Le test V. faba micronoyaux a été effectué en exposition directe en milieu solide, ainsi qu'avec des lixiviats provenant de sols multicontamines. Les résultats obtenus suggèrent que l'induction des PC, observée à des niveaux de stress plus éleves, est en relation avec l'inactivation des autres mécanismes de tolérance étudiés. Elle est aussi associée au coût métabolique qu'elle engendre. Les résultats montrent enfin que le test V. faba micronoyaux en phase solide pourrait être efficace dans le cas d'études in situ de sols contaminés
Conséquences de l'introduction de deux espèces végétales aquatiques exotiques (Elodea nuttallii et Elodea canadensis) sur les interactions plantes-macroinvertébrés by Anatole Boiché( Book )

2 editions published in 2010 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

We used the exotic macrophytes Elodea nuttallii and Elodea canadensis originating from North-America and introduced in France during the nineteenth century (E. canadensis) and during the 1950s (E. nuttallii). Elodea nuttallii is currently actively spreading whereas E. canadensis is now integrating most of the hydrosystems in Europe. Our main objective was to study the consequences of the invasion of E. nuttallii on the macroinvertebrate communities. We first studied the role of macrophytes as habitat with E. nuttallii and the indigenous species Ranunculus peltatus and Callitriche platycarpa in Northern Vosges streams that differ in their trophic levels. Our main result was that the trophic level had a greater influence than the plant species in the repartition of the macroinvertebrates. The macroinvertebrate community hosted by E. nuttallii was intermediate between the communities hosted by R. peltatus and C. platycarpa. Plant structural complexity appears to play a role in the repartition of the macroinvertebrates. Among the macroinvertebrates associated with the macrophytes, the gammarids have a broad generalist diet. We first validated the use of Gammarus roeseli as herbivores to assess plant palatability. Then, we measured the seasonal variations of the palatability of E. canadensis and E. nuttallii and the different evolutionary strategies that the plants had developed to invade or to integrate the ecosystems. E. canadensis allocates increased resource to defence whereas E. nuttallii allocates its resources mainly to vegetative growth
Réhabilitation de sols pollués par des HAP grâce aux bactéries associées à la rhizosphère de Miscanthus X giganteus by Didier Técher( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The aim of this work was to investigate the potential of Miscanthus x giganteus (MxG) for PAH polluted soils remediation and fly ash revegetation. In vitro studies through microplate assays demonstrated the contribution of MxG root exudates and particularly of quercetin (following the identification of root secondary metabolites) to the selective biostimulation of PAH-degrading bacteria. To get insights into bioremediation processes and rhizosphere effects on soil quality, microcosm experiments were conducted at a laboratory scale, using artificially reconstituted soils and collected industrial soils. On the one hand, significant dissipations of four-ring PAH were noticed in the rhizosphere of contaminated soils. On the other hand, significant organic carbon and nitrite inputs could be measured in fly ash, indicating a “restart” of nitrogen cycle and suggesting an enhancement of fly ash weathering processes in the long term. Besides, the development of a soil nucleic acid extraction and purification method permitted to study the evolution of bacterial community diversity in all types of soils, based on PCR-TTGE of eubacterial 16S rDNA. Specific enrichments of bacterial phylotypes could be reported in rhizoplanes, confirming root-associated processes on the selection of soil bacterial communities. Finally, plant adaptation to the broad range of studied substrates in situ lead us to suggest that MxG cultivation could be an effective strategy for a new system of sustainable agricultural activities in wasteland soils
Effets génotoxiques et systèmes de détoxication chez Vicia Faba (Fabaceae) dans le cadre de l'évaluation des sols pollués by Anne-Sophie Foltête( Book )

2 editions published in 2010 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

In the context of optimizing plant tests for polluted soil materials bioassessment, the objectives of this thesis were firstly the development of two genotoxicity tests on the secondary roots of a plant model, the broad bean Vicia faba. The first test was the micronucleus assay and gave promising results that lead to an international ISO standardizing process. The second test named comet assay and brought us less encouraging results because of problems with feasibility and precision. .To improve our knowledge about the consequences of micronuclei formation on plant life cycle, we studied life-history traits of beans developing from germination in a soil containing a sufficient quantity of genotoxic (cadmium, copper and maleic hydrazide) to induce micronuclei without provoking short-term (48h) growth retardation. The obtained results evoked a link between micronuclei presence after 48h and plant life cycle change or impairments.Besides, the micronucleus assay was applied among other assays or biomarkers to evaluate ecotoxicity of liquid or solid contaminated matrix. As part of the French Scientific Interest Group on Industrial Wasteland (GISFI), we evaluated the genotoxicity of soils polluted by a former coke-factory. Furthermore, we took part to the project “Ecotoxicity of nanomaterial alteration byproducts”, also called Nanoalter. Our goal was to assess the potential hazards attached to the environmental degradation of titanium dioxide-containing sunscreen nanocomposites. Then, the tolerance mechanisms of plants towards chemicals were studied by phytochelatins and oxidative stress enzymes measurements
Effets des particules fines atmosphériques sur la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires par les cellules THP-1 et mesures de marqueurs du stress oxydant by Stéphane Goulaouic( Book )

2 editions published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Particles are concerning constituent of the atmospheric pollution, in particular the PM2,5 fraction (aerodynamic diameter lower than 2,5 µm) which is capable of penetrating into lungs up to alveoli. It can be the cause of inflammation processes leading to respiratory diseases. Studies have shown that alveolar macrophages exposed to PM2,5 secrete inflammatory cytokines. Identification of PM2,5 compounds responsible for observed effects, is not clarified yet. Factors such as the composition in metals and organic compounds, as well as the physical characteristics of particles have all been proposed as being involved in the induction of the inflammatory response. The aim of this thesis is to study in vitro effects of particles on the immune response of macrophages, specifically of the cell line THP-1. The parameters measured are the secretion of inflammatory and oxidative stress markers, in order to give a mechanistic explanation of observed phenomena. It was shown that PM2,5 induce in a significant way the secretion of cytokines IL-1[bêta] and IL-8. Black carbon particles (fine and ultrafine) coated with metals do not (or very slightly induce) a secretion of cytokines superior to that induced by uncoated particles. On the contrary, effect of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) adsorbed on particles surface depends on its size. Comparison between the effects of PAHs alone and those adsorbed on particles, showed that ultrafine particles potentiate PAH effects. Particle size appears to be the most determining parameter in the modulation of cytokines secretion. Ultrafine particles, characterized by a strong oxidizing potential, also induce an oxidative stress in vitro. They lead to the formation of a lipid peroxidation product, the HNE which is a mediator of the oxidative stress. However, HNE does not mime the oxidative stress induced by ultrafine particles
Caractérisation des processus de vieillissement des matrices polluées : étude couplée des réponses de la toxicité et de la migration des polluants métalliques associés by Stéphanie Piou( Book )

2 editions published in 2005 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le curage régulier des cours d'eau est nécessaire pour permettre la navigation et prévenir les risques d'inondation. Dans le bassin Artois-Picardie, plus de 3,5 millions de m3 de sédiments ont été curés entre 1990 et 2000 (Royal Haskoning, 2002). Ces activités de dragage sont actuellement régies, d'une part par la loi sur l'eau du 3 janvier 1992, et, d'autre part, par la loi sur les ICPE du 19 juillet 1976. Concernant la gestion des matériaux issus de dragage, il n'existe à ce jour aucune loi. Les sédiments de curage peuvent pourtant comporter des quantités non négligeables de polluants organiques et inorganiques susceptibles d'être à l'origine de risques environnementaux. Voies Navigables de France, est un des principaux organismes français confrontés à la gestion des sédiments de curage. Depuis plusieurs années, leurs services proposent une évaluation préalable des sédiments avant les opérations de dragage. Cette évaluation est essentiellement physico-chimique et concerne les sédiments en place uniquement. VNF mesure les concentrations en métaux, en hydrocarbures totaux, en phénols et en PCB et HAP dans les lixiviats des sédiments (VNF, 1998). Les critères de décision concernant le classement des sédiments dans l'une des trois catégories précisées ci-dessus tiennent compte des concentrations en As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Hg et en hydrocarbures totaux dans les sédiments. Les résultats sont utilisés pour orienter les sédiments excavés vers : une voie de valorisation sans aucune restriction (concentrations inférieures au seuil 1) une voie de stockage ou de valorisation, à l'exception de l'épandage sur terres agricoles (concentrations toutes inférieures au seuil 2) une voie de stockage ou de valorisation après une étude de faisabilité préalable. Cette procédure reste discutable puisqu'elle est essentiellement basée sur les concentrations totales en métaux dans les sédiments, sans prise en compte du caractère transférable par l'eau de la contamination ni de la biodisponibilité des polluants. Enfin, la procédure ignore les conséquences de la mise en dépôt sur les transformations géochimiques affectant les métaux, leur mobilité et leur toxicité. Quelques travaux, généralement effectués en conditions contrôlées de laboratoire ou in situ à court terme (un à deux ans au maximum), rapportent une mobilisation des métaux suite à la mise en dépôt, au contact de l'atmosphère (Altmann et Bourg, 1997 ; Boult et Rebbeck, 1999 ; Caille et al., 2002). Toutefois dans ces études, l'évolution géochimique et écotoxicologique des sédiments à plus long terme, ne sont pas évaluées. La contamination par transfert des nappes souterraines, des eaux de surfaces ou des cultures voisines des sites de dépôt reste donc difficile à appréhender sur le long terme. Certaines situations sont particulièrement préoccupantes car, par le passé, peu de précautions étaient prises lors de la mise en dépôt de ces matériaux. Certains sites sont installés à proximité de points sensibles comme des stations de pompage d'eau potable souterraine ou des habitations. Les dépôts peuvent n'être séparés de l'aquifère que par quelques mètres d'épaisseur, composés d'un matériel faiblement imperméable. Il convient donc de bien comprendre le comportement des polluants dans les sites de dépôt à long terme afin d'éviter toute évolution néfaste. Dans le cas des polluants organiques, Alexander (2000) a proposé le terme d'" ageing ", vieillissement, pour définir le processus qui conduit à une moindre extractabilité des composés et à une diminution de leur biodisponibilité. Cet auteur a suggéré l'existence d'un tel processus pour les composés inorganiques. Un programme de recherche a été élaboré pour évaluer l'hypothèse d'Alexander, fondé sur une caractérisation physico-chimique et écotoxicologique de sédiments de dragage plus ou moins anciens. Pour aborder ces différents aspects, une recherche bibliographique s'est orientée vers plusieurs points, notamment la description du devenir des métaux dans les sédiments mis en dépôt et la compréhension des facteurs qui conditionnent la biodisponibilité de ces éléments dans les sols et sédiments. Dans une première partie de nos recherches expérimentales, nous avons cherché à caractériser l'évolution d'un sédiment excavé puis déposé sur sol, contaminé principalement par des contaminants métalliques. Ce travail a nécessité d'étudier parallèlement plusieurs sédiments plus ou moins anciens, pour lesquels différentes variables ont été suivies, physico-chimiques (pH, CEC ; teneur en matière organique, teneur totale en métaux, granulométrie, spéciation) et écotoxicologiques (écotoxicité aiguë et chronique). De plus, nous avons tenté de mettre en évidence des relations entre les effets biologiques et le niveau de contamination des sédiments
Ecotoxicité des nanoparticules et des sous produits d'altération de dioxyde de titane sur le ver de terre, Eisenia fetida by Emilie Bigorgne( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La production et l'utilisation des nanomatériaux manufacturés est en plein essor, ce qui entraîne leur déversement dans l'environnement sous forme de nanoparticules ou de sous produits d'altération. Les nanoparticules de dioxyde de titane sont utilisées dans un grand nombre de produits manufacturés du fait de leurs propriétés photocatalytiques et d'absorption des UV. Les risques écotoxicologiques liés aux nanoparticules de TiO2 et aux sous produits d'altération de TiO2 sur les organismes terrestres sont encore peu connus. A cette fin, des vers de terre ont été utilisés car ce sont des indicateurs clés de la qualité des écosystèmes terrestres. L'espèce Eisenia fetida employée présente l'avantage d'être facile à manipuler et est utilisée dans des tests normalisés d'écotoxicité. La toxicité potentielle des nanoparticules de TiO2 et des sous produits d'altération de TiO2 sur Eisenia fetida a été étudiée selon différentes approches: un test in vitro sur les nanoparticules de TiO2 (1 à 25 µg/ml), une exposition in vivo en milieu liquide contaminé par des SPA de TiO2 (0,1 à 10 mg/l) et une exposition in vivo en milieu solide dans des sols artificiels contaminés par des nanoparticules de TiO2 (2 à 200 mg/kg) ou par des sous produits d'altération de TiO2 (2-20 mg/kg). La toxicité des nanomatériaux de TiO2 a été évaluée en utilisant une batterie de biomarqueurs à différentes échelles biologiques : la survie et la reproduction à l'échelle de l'individu, la viabilité cellulaire (test MTT et LDH), la phagocytose et l'apoptose à l'échelle cellulaire et l'expression des ARNm des gènes des systèmes de détoxication (métallothionéine, GST), antioxydant (SOD, CAT) et immunitaire (CCF et fétidines) par RT-qPCR à l'échelle moléculaire. Nos résultats ont montré que les nanoparticules de TiO2 sont internalisées par les cellules immunitaires des vers de terre (in vitro) et que le titane est bioaccumulé par les vers exposés aux sous-produits d'altération de TiO2 dans des conditions d'exposition artificielle (milieu liquide). Seuls les biomarqueurs moléculaires (métallothionéine, CCF et fétidines) sont sensibles aux nanoparticules de TiO2 dans le test in vitro alors que les biomarqueurs moléculaire (métallothionéine et SOD) et cellulaire (apoptose et phagocytose) répondent aux sous-produits d'altération de TiO2 en milieu liquide après seulement 24h d'exposition. En revanche, dans des conditions d'exposition plus réalistes, aucun effet biologique sur la survie, la reproduction et l'expression des ARNm des gènes de détoxication, antioxydant et immunitaire n'a été observé sur les vers exposés aux sols contaminés. La faible biodisponibilité des nanomatériaux de TiO2 dans les matrices solides expliquerait l'absence d'effet biologique aux concentrations testées. Ces travaux soulignent la nécessité d'étudier le comportement, la mobilité, et la biodisponibilité des nanomatériaux avant d'évaluer leur potentielle écotoxicité
Caractérisation de la colonisation spontanée par les plantes de sols pollués : rôle des systèmes cellulaires de détoxication by Marc Dazy( Book )

2 editions published in 2008 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

We studied the revegetation of an industrial wasteland soil polluted by polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals. Different approaches were chosen in order to characterize the first steps of a plant succession and to elucidate the cellular mechanisms involved in plant metal tolerance. Experiments on plots filled with a soil collected from the former coke factory site of Neuves-Maisons (54, France) highlighted the importance of soil seed banks and seed rains in the establishment of a pioneer community on a polluted soil. The study of the plots flora allowed us to prove that the pioneer community, essentially composed of annuals and biannuals during the first year, was gradually colonized by perennials and clonal plants which dominated the second successionnal year. In addition, the comparison of communities established on control and polluted soil suggested a soil phytotoxicity leading to losses of species richness and diversity. Nevertheless, such differences seemed to decrease progressively during the succession process. At last, in the species that survived and grew in the polluted soil, leaf antioxidant enzymes responded, confirming their putative crucial role in the colonization success of these species. However, we showed that this success could also be due to a production of seeds more tolerant toward soil contaminants. Moreover, the study of transects in the industrial wasteland of Homecourt (54, France), a former coke factory site, gave supplementary data, highlighting the relationship between community descriptors (species richness, Shannon-Weaver s diversity indice) and soil Cd and Hg concentrations. Moreover, for the species present along the transects (Arrhenaterum elatius, Euphorbia cyparissias or Tanacetum vulgare), the measurements of antioxidants defences and phytochelatin levels revealed a metallic stress. Nevertheless, the abundance of the species was not related to soil pollutant concentrations. The possible environmental applications of these results will be also discussed
Développement de marqueurs de neurotoxicité et de perturbations endocrines chez l'amphipode d'eau douce Gammarus fossarum by Benoît Xuereb( Book )

2 editions published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The aim of this works was to develop specific biomarkers of neurotoxicity (cholinesterase activity) and endocrine disruptions linked to reproduction (vitellogenine synthesis) in freshwater amphipod Gammarus fossarum. G. fossarum owns only an isoforme of cholinesterase of type acetylcholinesterase (AChE). Biotic factors have been shown as the main source of natural variability of the activity AChE in this species. Therefore, the selection of organisms with male phenotype and a body-weight of 15-20 mg allowed to propose a methodology of reliable and strong dosage. A reference value and a threshold value were described. Our works on the AChE, also demonstrated that there is no relation between the inhibition of this enzymatic activity and the mortality. On the other hand, a direct relation was observed between the activity AChE and behaviours. Finally, the coupled use of in situ bioassays and measure of the activity AChE showed to be a relevant tool for the environmental assessment of anti-ChE compound impact. The description of the physiological processes, bound to the reproduction cycle of females (moult cycle, oocyte growth and embryonic development), brought bases for the development of the Vtg gene expression as biomarker. It also allowed to develop a robust and reproducible reprotoxicity-test displaying a very weak variability of the basic values observed in the non-impacted organisms. Females present an important rise of the Vtg synthesis during their reproduction cycle, corresponding with the implementation of the secondary vitellogenesis process. The induction of the Vtg gene expression was observed in males exposed in laboratory to model endocrine disrupters and in organisms exposed in situ, in areas subjected to an anthropological pressure
Utilisation de biomarqueurs cellulaires chez plusieurs espèces d'invertébrés pour l'évaluation de la contamination des milieux duçaquicoles by Edwige Guerlet( Book )

2 editions published in 2007 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Pour valider une suite de biomarqueurs cellulaires en milieu dulçaquicole, nous avons étudié la structure des systèmes lysosomal et peroxysomal et les variations de contenus en lipofuscines et lipides neutres insaturés dans les tissus digestifs de plusieurs invertébrés, à travers une approche couplant histochimie et analyse d'images. Les expérimentations in situ et bioessais à plus ou moins long terme ont montré la pertinence des réponses cellulaires étudiées pour la mise en évidence de gradients de contamination. Les profils de réponse les plus communs chez les mollusques incluent un gonflement lysosomal, des déplétions de lipides neutres insaturés, une accumulation de lipofuscines et/ou un système peroxysomal plus volumineux. Ces réponses cellulaires précoces peuvent être associées, au niveau individuel, à une désynchronisation de la reproduction entre individus ou à une diminution de l'indice de condition. L'étude mensuelle à long terme (2 ans) a souligné l'absence de niveaux de base saisonniers de ces biomarqueurs et l'influence importante de la disponibilité trophique sur les contenus tissulaires en lipides neutres. Une mise en dépuration de 15 jours du bivalve, Dreissena polymorpha, sur son site d'origine, n'a pas montré de réversibilité du profil des réponses cellulaires à un gradient de contamination in situ, mais elle a tout de même de limité la déplétion des lipides neutres. Les réponses cellulaires les plus précoces et discriminatives sont le gonflement lysosomal et la déplétion en lipides neutres. Une comparaison d'outils d'analyse intégrative a montré le pouvoir discriminatif accru de la suite de biomarqueur entière, par rapport aux réponses individuelles
Variabilité génétique et biologie de l'espèce Arnica montana dans un contexte de fragmentation des populations et de réchauffement climatique by Tiphaine Maurice( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le réchauffement climatique et la fragmentation des habitats sont les deux principales menaces pour les espèces rares et menacées telle qu'Arnica montana dont nous avons comparé les populations fragmentées de colline (500 m) de la région Ardennes-Eifel avec les populations montagnardes des Vosges (1200 m) où l'espèce est encore commune. Les communautés végétales des sites collinéens (Violion caninae) étaient différentes de celles des montagnes (Nardion strictae). Cependant, A. montana évolue dans la même niche aux deux altitudes. On a observé une modification de la reproduction d'A. montana d'un type sexué dans les collines vers un type clonal en altitude. Une étude des variations génétiques moléculaires (AFLP) a montré que ces populations avaient conservé une diversité génétique relativement grande. Nous avons établi qu'il y avait des différenciations génétiques entre les altitudes, avec une isolation par distance plus forte pour les populations fragmentées de colline, alors que les populations montagnardes constituent une métapopulation. Lors d'une expérience en jardins contrôlés à 200 et 1200 m d'altitude, il a été démontré qu'A. montana possédait une grande plasticité phénotypique et une variabilité génétique considérable qui pourraient s'avérer cruciales pour A. montana face aux changements climatiques. Une transplantation réciproque entre des populations de colline et de montagne a montré un fort effet site. La compétition pour la lumière et l'herbivorie pourraient être les causes principales de la sélection. La grande plasticité de l'espèce a montré que les plantules sont capables de survivre à une augmentation de températures annuelles d'au moins 2°C
Les parasites en tant que médiateurs des interactions biotiques dans un système lotique à des introductions d'espèces : le cas de l'infection par l'acanthocéphale Polymorphus minutus chez l'amphipode Gammarus roeseli by Vincent Médoc( Book )

2 editions published in 2008 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les communautés biologiques contemporaines des écosystèmes soumis aux glaciations regroupent des espèces dont le passé coévolutif est parfois faible voire inexistant. Si le déplacement d'un organisme hors de son aire de répartition originelle est un processus naturel, la connectivité des hydrosystèmes à une échelle internationale augmente la fréquencedes introductions et la quantité d'organismes déplacés dans les écosystèmes lotiques.L'aptitude de l'espèce exotique à proliférer au-delà de son point d'introduction, autrement dit son potentiel invasif, va dépendre en partie des relations biotiques qu'elle entretient avec la faune en place.L'incorporation aux réseaux trophiques étant leur principal mode de transmission, les parasites peuvent modifier l'issue d'une interaction entre un prédateur et sa proie. Ainsi les parasites dont le cycle de vie implique plusieurs hôtes sont connus pour leur capacité à manipuler le comportement de leur hôte intermédiaire qui devient alors vulnérable à la prédation par l'hôte définitif. Par conséquent, dans un contexte d'invasions biologiques, le parasitisme peut conditionner le devenir des espèces en interaction dans un écosystème receveur. Gammarus roeseli est un crustacé amphipode originaire des Balkans et très bien représenté à l'Ouest de l'Europe. Compte tenu de sa relative ancienneté sur le territoire français, il est considéré comme naturalisé dans la Nied, un cours d'eau situé au Nord-est de la France. G. roeseli sert d'hôte intermédiaire à de nombreux parasites à cycle de vie complexe à l'instar de l'acanthocéphale d'oiseau Polymorphus minutus. Il s'agissait dans un premier temps de dresser le profil écologique des amphipodes infectés pour, entre autres, identifier les facteurs abiotiques et biotiques qui influencent la distribution spatiale de la population hôte. Dans un deuxièmetemps, l'objectif fut de caractériser le comportement de fuite de l'hôte intermédiaire face au gammare exotique Dikerogammarus villosus et face à l'épinoche à trois épines, un poisson natif. Ces deux prédateurs ne risquent pas l'infection avec P. minutus et représentent par conséquent une mort certaine pour le parasite s'ils ingèrent un crustacé infecté.Les investigations in natura et les tests en laboratoire montrent que l'infection avec P. minutus change les profils écologiques et comportementaux de G. roeseli. Dans la Nied, la fraction infectée de la population se cantonnait aux habitats de surface contrairement aux autres réagissaient différemment aux stimuli physiques et chimiques comparativement à leurs congénères non parasités, et par conséquent étaient significativement moins consommés par D.villosus et par l'épinoche lors d'expériences menées en microcosmes.Globalement, cette étude apporte des précisions quant au rôle sélectif des prédateurs non hôtes dans l'évolution des stratégies parasitaires, et suggère que les parasites peuvent bénéficier de l'augmentation de certains comportements anti-prédateurs, pré-existant chez l'hôte intermédiaire, pour éviter une mort certaine dans une espèce non compatible. Les implicationsdu parasitisme en termes d'exclusion compétitive dans un écosystème receveur sont également discutées
Etude du système ars bactérien de résistance à l'arsenic : diversité des transporteurs d'arsénite et analyse moléculaire d'un opéron ars by Asma Achour-Rokbani( Book )

2 editions published in 2008 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Arsenic is an ubiquitous toxic metalloid. The two most common forms of arsenic in the environment are inorganic arsenate [As(V)] and arsenite [As(III)]. Many microorganisms are able to transform arsenic (by oxidation, reduction and methylation) and thus play an important role in the biogeochemical cycle of this metalloid. Among the mechanisms of arsenic transformation, the ars system seems to be widely distributed in bacteria. This detoxification system involves the reduction of As(V) in As(III) (the most toxic and most mobile form) which is then pumped out of the cell through an integral membrane transporter. Two unrelated families of arsenite transporters have been described in prokaryotes: the well-characterized ArsB family and the Acr3p family which is subdivided into two subgroups. In this study, we designed three sets of degenerate primers allowing the amplification of the arsB and ACR3 genes. These primers were used to screen a collection of forty-one arsenic-resistant strains isolated from two soil samples from Lorraine with contrasting levels of arsenic concentration. PCR results showed that 70.7 % of the isolates contained a gene related to arsB or ACR3 family. The ACR3 genotype was predominant over arsB. These results validated the use of our primers for the identification of arsenite transporter genes. In addition to validating the primers, we characterised a novel collection of forty-one arsenic-resistant strains: molecular identification, MIC determination for As(III), As(V) and Sb(III) and detection of arsenite oxidase and arsenate reductase activities. Among these forty-one strains, arsenite oxidase activity was detected in two strains and arsenate reductase activity in thirty-nine. The Microbacterium sp. A33 isolate showed high resistance level to both As(III) and As(V). We used a molecular approach to identify arsenic resistance (ars) genes of this strain. Our analysis revealed an original system composed of 6 genes : arsT, arsX, ACR3(1), arsRC2, arsC1 et arsC3 that encode a thioredoxin reductase, a thioredoxin, an arsenite transporter, a fusion protein "regulator-arsenate reductase", an arsenate reductase and another arsenate reductase respectively. The first five genes belong to the same operon and arsC3 gene is transcribed in the opposite direction. Thioredoxin and thioredoxin reductase are essential to thioredoxin-coupled arsenate reductase activity. However, the majority of ars operons don't encode these proteins. The atypical protein ArsRC2 is also rarely present in ars operon. The ArsC3 arsenate reductase is another particularity of Microbacterium sp. ars system. ArsC3 contains the CX5R specific motif of thioredoxin-coupled arsenate reductases but don't contains in the C-terminal extremity the two cysteine residues essential for reduction of As(III) to As(V). A strategy is proposed to analyze the role of each Microbacterium sp. ars gene in resistance to As (III) and As(V)
Un biomarqueur de génotoxicité chez Gammarus fossarum : développement, signification fonctionnelle et application au milieu naturel by Emilie Lacaze( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les substances génotoxiques ont la capacité d'altérer l'intégrité de l'ADN, support biochimique de l'hérédité et présentent un risque mutagène et tumorigène avéré pour de nombreuses espèces. Dans le milieu aquatique, les invertébrés sont d'une importance capitale pour le bon fonctionnement de l'écosystème, mais très peu d'outils sont disponibles pour évaluer la génotoxicité chez ces espèces. Pourtant, les nouvelles obligations réglementaires telles que la Directive Cadre Européenne acceptée en 2000, vont de pair avec le développement d'outils sensibles, fiables et précoces à même de proposer un diagnostic robuste de la qualité biologique des écosystèmes. Dans ce contexte, ce travail de thèse a porté sur le développement, la validation, l'interprétation et l'application au milieu naturel d'un biomarqueur de génotoxicité chez une espèce sentinelle du milieu dulçaquicole, le gammarus fossarum. Ces travaux sont à notre connaissance la première évaluation de la génotoxicité chez un crustacé d'eau douce d'intérêt écologique, par le test Comet. L'aspect novateur de ce travail repose sur la mise en évidence d'une relation entre endommagement de l'ADN des spermatozoïdes et succès reproducteur. En s'appuyant sur un protocole standard, nous avons établi une valeur de référence tenant compte de la variabilité spatio-temporelle de la réponse du biomarqueur, ainsi qu'un seuil de dommages à l'ADN au delà duquel des effets significatifs sur la descendance sont observés. Suite aux résultats obtenus sur le terrain par des méthodes d'encagement, l'intérêt d'utiliser ce biomarqueur à vocation écologique dans un cadre d'évaluation du risque environnemental est confirmé
Inhibition de l'apoptose comme facteur de la transformation morphologique des cellules embryonnaires de hamster Syrien by Marie-Aline Maire( Book )

2 editions published in 2004 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le but de ce travail consistait d'une part, à étudier l'hypothèse qu'une défaillance des processus apoptotiques favoriserait la transformation cellulaire, et d'autre part, à élucider certains des mécanismes moléculaires de substances inhibitrices de l'apoptose. Ce travail a été réalisé sur les cellules embryonnaires de hamster Syrien, des cellules normales, diploïdes et capables de métaboliser un grand nombre de substances chimiques. Cette étude a été appliquée à trois substances, le zinc, inhibiteur de l'apoptose, le DEHP (di-2-ethylhexyl phtalate), transformant in vitro, le 2,4-D (acide 2,4-dichlorodiphénoxyacétique), apparenté au DEHP au plan mécanistique, en tant que proliférateur de peroxysomes hépatiques. Dans une 1ère partie, nous avons montré que les substances anti-apoptotiques testées (zinc et DEHP) induisaient la transformation morphologique des cellules SHE. Quant au 2,4-D, il augmentait la transformation morphologique des cellules SHE mais sans inhiber l'apoptose. Dans une 2nde partie, nous avons montré que le zinc et le DEHP exerçaient leurs propriétés anti-apoptotiques en augmentant le ratio des protéines Bcl-2/Bax. Les résultats concernant l'implication du proto-oncogène c-myc dans l'apoptose et dans la transformation cellulaire, sont plus complexes. Le 2,4-D augmente l'expression de c-myc ce qui pourrait être relié à l'augmentation de la transformation morphologique. Quant au DEHP, il diminue l'expression de c-myc parallèlement à l'augmentation de Bcl-2, suggérant que c-myc pourrait interagir avec certains gènes de la voie apoptotique mitochondriale
Toxicité et effets sur le développement d'Hydra attenuata des polluants hydriques et nonylphénol (NP) by Sophie Pachura-Bouchet( Book )

2 editions published in 2005 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This research aimed at studying the mechanisms of toxicity of pollutants and their developmental effects. We chose Hydra attenuata as a model, because of its capacity of regeneration, which will be used to detect the disturbing properties and the developmental effects of chemicals. In addition, hydra had been already successfully employed to study teratogenicity of various substances (Johnson et al., 1982). We studied sensitivity in hydra towards 47 substances (endocrine disruptors, pharmaceutical products, pesticides, etc.). This first approach allowed us to bring to the fore the strong toxicity of NP in adult (LC50-9631 = 100 pg/Lkand in embryo (LOEC-96h =20 pg/L). NT is an endocrine disruptor (ED). This kind of pollutants are preoccupying because they affect the mechanisms of reproduction or development of animal and human populations. The toxicity degree and the environmental impact of the known ED are not completely elucidated, and it remains to identify the pollutants which would present these potentialities. In this context, the hydra seems to be an interesting model. (i) We showed that NP induced apoptosis in hydra exposed during a short period (lh) at lethal concentrations (ii) abnormalities in embryos exposed during 8d to low NI' concentrations, (iii) interest to extend the regeneration assay beyond 96h. In all cases, the results obtained demonstrated that hydra is a good model to study toxicity of the pollutant and 1 their developmental effects
Développement d'outils écotoxicologiques pour l'évaluation de sédiments by Manon Bombardier( Book )

1 edition published in 2007 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The development of bioassays for the assessment of the toxic potential of contaminated sediments is in constant evolution. These bioassays are generally used in the context of a battery. However, very few tools exist for the integration of their results for the comparison of sites and the priorization of sediment management actions. It is in this context that this thesis has been prepared. The SED-TOX index of ecotoxic hazard has been developed and validated. To achieve this, we identified the bioassays that would serve as the basis for the development of the Index. It was important that this battery covers a variety of sediment phases (e.g., interstitial water, organic extract, solid-humid phase, and whole sediment), trophic levels (e.g., bacteria, algae, microinvertebrates), toxicity types (i.e., acute and chronic) and levels (i.e., lethal, sublethal) to maximize its sensibility, potential for discrimination and ecological relevance. It was also critical that the Index be applicable to a wide variety of sediment type, whether they originate from marine or freshwater ecosystems. During the bioassay selection process, we noted that, in spite of the large number of tests that can be performed on aqueous sediment extracts (e.g., interstitial water, elutriates, organic extracts), their adequacy for a routine application on organic extracts has not yet been clearly demonstrated. Hence, we have elaborated a protocol for the organic extraction, concentration, and fractionation or sediments, which has been coupled to three genotoxicity assays (SOS ChromotestMC, Mutatox and fluctuation test) in order to propose an effective method for the evaluation of the effects associated with organic contaminants on DNA of exposed organisms. This work has demonstrated that, when applied to sediments taken at various stations along a gradient of organic contamination, the SOS ChromotestMC conducted on the F2 fraction (i.e., containing molecules whose weight varies between 250-800 atomic mass units) was the most sensitive and discriminatory of the three tests examined. The Index was applied to a series of marine samples and to two distinct series of freshwater samples, to examine the following three aspects : Its flexibility: is the Index applicable to diverse types of sediments and to different bioanalytical batteries ? Its discrimination potential: does the Index allow one to distinguish between polluted sites and those that are relatively uncontaminated ? Its predictive potential: how does the Index compare with measures of benthic community perturbations?his work has shown that : a.the Index is applicable to a variety of sediments (i.e., freshwater and marine) and to different test batteries; b.the Index can reveal significative differences between the toxic potential of sediments whose contamination levels vary, that it can be used to derive toxicity levels that will assist in sorting sediment samples according to their hazard potential for aquatic organisms ; the SED-TOX results correlate with indices that are used to gauge the quality of benthos. The identification of significant correlations between the SED-TOX index and indices of benthic quality suggest that the Index can be used for predicting degraded sediment quality in the field. These results also suggest that relatively simple laboratory tests using a variety of effect endpoints can provide information that, when coupled with species and community attributes, has direct relevance to the assessment of ecological hazards by anthropogenic stressors
 
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Alternative Names
Laboratoire Ecotoxicologie, Santé Environnementale

Laboratoire Interactions Ecotoxicologie Biodiversité Ecosytèmes (LIEBE) (UMR CNRS n°7146) (Metz)

LIEBE

Languages
French (39)