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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

A high number of pharmaceuticals are used in France and can reach the aquatic environment. This observation have contributed to a growing concern for authorities in targeting and quantifying these substances in freshwaters. Considering the high number of molecules used in France, it is necessary, prior to implement any comprehensive monitoring survey in freshwaters, to build a list of priority pharmaceuticals in terms of their risk for the aquatic environment. The work conducted here aims at proposing reliable lists of priority pharmaceuticals, based on expected environmental concentrations and biological effects on aquatic non-target organisms. Several methodologies were implemented, depending on the type of pharmaceuticals assessed and the availability of data. Finally, 300 parent molecules and 50 human metabolites were screened and scientifically sound priority lists were built. Moreover, this work allowed to draw the following conclusions : The issue of pharmaceutical mixtures and their interactions with other environmental polutants needs to be addressed. Preventing the rejection of human pharmaceuticals in the aquatic environment should be a priority. For a good management of the environmental risk of pharmaceuticals, an agreement between public health authorities, environment authorities on one hand, and pharmaceutical industries and professionals on the other hand, is necessary
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

De plus en plus d'études montrent l'importance de considérer les parasites dans les études de biosurveillance environnementale car ils peuvent représenter des facteurs confondants en modifiant la physiologie de leurs hôtes et des bioindicateurs de la qualité des milieux. Dans ce contexte, le bivalve dulçaquicole Dreissena polymorpha a été choisi comme un modèle hôte, organisme couramment utilisé dans les études écotoxicologiques. Le potentiel effet confondant de différents parasites (i.e. bactéries intracellulaires, ciliés, trématodes a été, in situ sur plusieurs populations hôtes échantillonnées sur des sites présentant un gradient de contamination, et en conditions contrôlées, en exposant les dreissènes à différentes concentrations de nickel. Plusieurs réponses physiologiques ont alors été testées aux niveaux cellulaires et individuels. Les résultats montrent que l'infection parasitaire influence les réponses biologiques de la dreissène mais le sens et l'intensité de réponse dépendant de l'origine des populations, du sexe de l'hôte et de l'espèce parasite considérée. Par ailleurs, la modélisation descriptive, nous a permis de confirmer à large échelle spatiale les relations entre le niveau de contamination et la prévalence parasitaire, particulièrement celles des microparasites. Les études ont mis en évidence le cas particulier des co-infections qui ont généralement induit des effets biologiques plus marqués que ceux des infections simples. Les résultats obtenus au cours de cette thèse confirment la complexité des interactions hôte-parasites mais soulignent néanmoins l'importance de prendre en compte les parasites dans l'évaluation de la qualité des milieux
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

L'arsenic est un métalloïde largement répandu dans l'environnement. Il se trouve essentiellement sous deux formes toxiques : l'arséniate [As(V)] et l'arsénite [As(III)]. De nombreux microorganismes sont capables de transformer l'arsenic (par oxydation, réduction et méthylation) et sont ainsi directement impliqués dans le cycle biogéochimique de ce métalloïde. Parmi les mécanismes de transformation de l'arsenic, le système ars semble largement répandu parmi les bactéries. Il consiste à transformer As(V) en As(III) (qui est la forme la plus toxique et la plus mobile de l'arsenic), puis à expulser ce dernier à l'extérieur de la cellule sous l'action d'un transporteur d'arsénite membranaire. Deux familles de transporteurs d'arsénite ont été décrites chez les procaryotes : la famille ArsB (la plus étudiée) et la famille Acr3p, elle même subdivisée en deux groupes. Dans le cadre de ce travail nous avons défini trois jeux d'amorces dégénérées permettant l'amplification des gènes arsB et ACR3. Ces amorces ont été utilisées pour la détection des gènes arsB/ACR3 de quarante et un isolats bactériens résistants à l'arsenic isolés à partir de deux sols lorrains présentant des concentrations différentes en arsenic. Les résultats PCR ont montré que 70,7 % des isolats contiennent un gène de transporteur d'arsénite avec une prévalence du génotype ACR3 par rapport à arsB. Ces résultats ont ainsi validé l'utilisation de nos amorces pour la détection des gènes de transporteurs d'arsénite. En plus de la validation des amorces, nous avons largement caractérisé la collection de quarante et un isolats bactériens résistants à l'arsenic : identification moléculaire, détermination des CMIs à As(III), As(V) et Sb(III) et recherche des activités arsénite oxydase et arséniate réductase. Parmi ces quarante et une souches, deux présentent une activité arsénite oxydase et trente-neuf une activité arséniate réductase. L'isolat A33 Microbacterium sp. s'est distingué par son niveau de résistance particulièrement élevé à As(III) et As(V). Nous avons identifié par une approche moléculaire, le système ars de cette souche. Notre analyse a révélé un système original composé de 6 gènes arsT, arsX, ACR3(1), arsRC2, arsC1 et arsC3 qui codent respectivement une thiorédoxine réductase, une thiorédoxine, un transporteur d'arsénite, une protéine de fusion "régulateur-arséniate réductase", une arséniate réductase et une autre arséniate réductase. Les cinq premiers gènes font partie d'un même opéron et arsC3 est transcrit dans une direction opposée. Bien que la thiorédoxine réductase et la thiorédoxine soient connues pour être indispensables au fonctionnement de certaines ArsC thiorédoxine dépendantes, les gènes arsT et arsX font rarement partie des opérons ars connus. De même ArsRC2 est une protéine atypique rarement trouvé dans les opérons ars connus. Une autre particularité de l'opéron ars de Microbacterium sp. est la protéine ArsC3 qui contient le motif "CX5R" spécifique des ArsC thiorédoxine dépendantes mais ne contient pas les deux résidus cystéines localisés du coté C-terminal de ces dernières et indispensables pour la réduction d'As(V) en As(III). Une stratégie est proposée pour analyser le rôle de chaque gène de l'opéron ars de Microbacterium sp. dans la résistance à As(III) et As(V)
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 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
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
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
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

Genotoxicants can induce deleterious changes in DNA, the biochemical carrier of inheritance. However, aquatic invertebrates such as crustaceans still lack genotoxicity biomarkers although these species play an essential role in ecosystems. The European Water Directive Policy (2000) is aimed at a holistic approach to towards integrated water protection, in order to improve the status of aquatic ecosystems. To this end, one approach is to develop and validate biomarkers in ecologically relevant species. In this perspective, the objectives of the present work were to develop, to validate, to study the ecological significance of a genotoxicity biomarker in the freshwater species gammarus fossarum and finally to assess it in the field. This is to our knowledge the first genotoxicity assessment in an ecologically relevant freshwater crustacean, using the comet assay. The novelty of our approach was to evaluate the consequences of the sperm DNA damage on reproduction, a crucial biological function. Taking into account biotic and abiotic factors, a robust reference value in gammarus fossarum spermatozoa DNA damage has been established. Then, a relationship bridging the biomarker response measured in spermatozoa and its consequences on reproduction has been shown enabling the establishment of a DNA damage threshold level leading to significant consequences for the reproduction and possibly subsequent population dynamics. Our work clearly demonstrated that DNZ damage in gammarus fossarum spermatozoa is an accurate and relevant biomarker for environmental risk assessment
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
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

L'objectif de cette thèse a été d'évaluer les possibilités de réhabilitation de sols dégradés, contaminés par des HAP ou à faible qualité agronomique (parc à cendres volantes), en couplant la bioremédiation de ces sols à la culture de Miscanthus x giganteus (MxG). Dans un premier temps, la mise au point d'une série de bioessais in vitro au format microplaque a permis de témoigner de la contribution spécifique des exsudats racinaires de MxG et plus particulièrement de la quercétine (identifié parmi les métabolites secondaires racinaires) dans la biostimulation de bactéries HAP-dégradantes. Afin d'appréhender l'effet rhizosphérique de MxG sur la qualité des sols, des cultures en microcosmes de sols reconstitués puis de sols de friches ont été menées en laboratoire. D'une part, la dissipation significative des HAP à 4 cycles a pu être mesurée dans le compartiment racinaire des sols contaminés. D'autre part, l'augmentation des teneurs en carbone organique observée dans les cendres volantes, associée à une dynamisation du cycle de l'azote suggèrent une accélération des processus pédogénétiques liés au "vieillissement" du substrat. En outre, le développement d'un protocole d'extraction et de purification d'acides nucléiques a permis de suivre l'évolution de la diversité des communautés bactériennes des sols par méthode PCR-TTGE des ADNr 16S microbiens. La sélection de phylotypes bactériens a été mise en évidence au niveau rhizosphérique, en particulier à l'interface sol-racine (rhizoplan), soulignant l'influence de processus racinaires sur la structuration des communautés bactériennes in vivo. Enfin, un dernier volet, rendant compte d'expériences exploratoires sur deux saisons de croissance en champs (sols pollués et parc à cendres), a permis de confirmer l'adaptation de MxG à la variété de substrats étudiés, suggérant que sa culture pourrait constituer une alternative d'agriculture durable sur sites contaminés
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

To validate a cellular biomarker suite, we studied the lysosomal and peroxisomal structures as well as the variations of the lipofuscin and unsaturated neutral lipid contents in the digestive tissues of several freshwater invertebrates, by using histochemistry coupled to image analysis. Cellular responses, studied through field and laboratory experiments proved relevant to highlight contamination gradients. The most frequent response profiles in molluscs were lysosomal enlargement, unsaturated neutral lipid depletions, lipofuscin accumulations and a more voluminous peroxisomal system. These early cellular responses may be associated, at the individual level, to a desynchronisation of the reproduction or to decreased condition index. A long-term monthly experiment showed no seasonal baseline levels of these biomarkers and underlined the important influence of trophic factors on the unsaturated neutral lipid contents. A 15-day depuration period of the bivalve, Dreissean polymorpha, at the site of origin after an exposure to a comparison of integrative analysis tools proved that the whole biomarker suite discriminates better between sites than individual responses
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
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
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

Nous avons utilisé comme modèle biologique Elodea nuttallii et Elodea canadensis, plantes originaires d'Amérique du Nord et présente en France depuis le dix-neuvième siècle (E. canadensis) et les années 1950 (E. nuttallii). E. nuttallii est actuellement en phase d'expansion tandis que E. canadensis est considérée comme naturalisée en Europe. Notre objectif principal consiste à étudier les conséquences de l'invasion de E. nuttallii sur les communautés de macroinvertébrés. Nous avons d'abord étudié le rôle d'habitat de E. nuttallii et des plantes indigènes Ranunculus peltatus et Callitriche platycarpa pour les macroinvertébrés dans des ruisseaux qui diffèrent par leurs niveaux de trophie. Le principal résultat obtenu montre que le niveau de trophie des cours d'eau est le principal facteur influençant la répartition des invertébrés, l'espèce de macrophyte étant secondaire. E. nuttallii accueille des communautés d'invertébrés à la composition et à la structure intermédiaire par rapport à R. peltatus et C. platycarpa. Les propriétés architecturales des trois macrophytes auraient un rôle dans la répartition des invertébrés entre les différents herbiers. Parmi les invertébrés peuplant les macrophytes, les gammares ont un régime généraliste. Nous avons d'abord validé l'utilisation de Gammarus roeseli comme modèle pour tester l'appétence des macrophytes. Nous avons ensuite évalué l'évolution saisonnière de l'appétence des élodées et mis en évidence les mécanismes évolutifs qui permettent à une espèce invasive de proliférer et de s'intégrer dans les écosystèmes. E. canadensis alloue son énergie à la défense tandis que E. nuttallii a une stratégie de croissance végétative
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
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

Higher plants demonstrate defence mechanisms whereby they are able to respond to both nutrient deficiencies and toxicants. In this work, cadmium genotoxicity and quantitative relationshps between different hierarchical endpoints in Vicia faba (broad bean) cultivated in both contaminated environment (i.e. hydroponical and soils) were studied. Increases of miaonucleus (MN) frequencies (genotoxicity endpoint), phytochelatins induction and antioxidative enzyme activities (i.e. superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, catalase, glutahone reductase) and manodialdehyde (MDA), indicator of lipid peroxidation, were analysed. To study the process of stress 1 adaptation in Vicia faba plants, different realistic CdCl2, concentrations were employed. f In hydroponic culture, the increase of micronucleus frequency was the first cadmium i , exposure effect that appeared (LOEC: 7,5 10-8 M CdCl2). Then decreases of antioxidative enzymes activities were observed (APX, SOD, CAT at 10-'M; MDA for 10-5M). Phytochelatins induction was detected from IO-~Mb, ut it was more effective from 10-'M. A tirne-concentration dependent response of cadmium was observed, for these cadmium exposure indicators. A tissue dependent response of cadmium was observed for enzymes activities and phytochelatins induction too. The micronuclei bioassay was also tested with V. faba plants directly exposed in cadmium polluted soils and on leachates from multi contaminated soils. Our results suggest that the synthesis of phytochelatins, observed in higher degrees of stress, was related to the inactivation of other tolerance mechanisms and that it was associated with the metabolic cost of these mechanisms. The results also show that V. faba micronuclei bioassay would be efficient for in situ studies of contaminated soils
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

The amount of nanomaterials produced annually is constantly increasing and this trend may result in a strong input of manufactured nanoparticles in air, water, soils, and therefore in contact with organisms. Among the manufactured nanoparticles, titanium dioxide (TiO2) nanoparticles have been produced massively for their photocatalytic properties and UV absorption ability. Surprisingly, ecotoxicological risks associated with TiO2 nanoparticles and TiO2 byproducts resulting from the alteration and aging of nanomaterials are poorly documented on terrestrial organisms. The potential toxicity of TiO2 nanoparticles and TiO2 byproducts on the earthworm Eisenia fetida has been evaluated, using different approaches: the first with in vitro assay to determine toxicity of TiO2 nanoparticles (1 to 25 µg/ml), the second with in vivo exposure of earthworm to liquid medium contaminated by TiO2 byproducts (0.1 to 10 mg/l) and the third with in vivo exposure to artificial soil contaminated by TiO2 nanoparticles (2 to 200 mg/kg) or TiO2 byproducts (2-20 mg/kg). Ecotoxicity of TiO2 nanomaterials was determined using a battery of biomarkers at different biological levels: survival and reproduction at individual level, cell viability (MTT and LDH assay), phagocytosis and apoptosis at cellular level, mRNA expression of detoxification (metallothioneins, GST), antioxidant (SOD, CAT) and immunes genes (CCF and fetidins) by RT-qPCR at molecular level. Our results showed that TiO2 nanoparticles were internalized by immune cells (in vitro assay) and titanium was bioaccumulated by worms exposed to TiO2 byproducts in artificial exposure assay (liquid medium). Molecular biomarkers (metallothioneins, CCF and fetidins) were sensitive to TiO2 nanoparticles after in vitro exposures, while both molecular (metallothioneins and SOD) and cellular (phagocytosis, apoptosis) biomarkers were sensitive to TiO2 byproducts in liquid medium after only 24 hours of exposure. In contrast, in more realistic conditions of exposure, no effect on life-history traits or molecular biomarker were noticed on earthworms exposed to soils contaminated by TiO2 nanoparticles or byproducts. A low bioavailability of TiO2 nanomaterials in soil matrixes could explain the lack of effect at the concentrations tested. These results underline the necessity to evaluate mobility, behaviour and bioavailability of nanomaterials in soil matrixes before their ecotoxicity assessment
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)