Aktis n°20 avr/mai/jun 2015
Aktis n°20 avr/mai/jun 2015
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°20 de avr/mai/jun 2015

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire

  • Format : (150 x 210) mm

  • Nombre de pages : 16

  • Taille du fichier PDF : 3,5 Mo

  • Dans ce numéro : du progrès dans la compréhension des effets aux tissus sains après une radiothérapie externe.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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4 Après exposition à différentes concentrations en uranium appauvri, les vers sont stimulés tactilement pour vérifier s’ils sont vivants ou non. On peut apercevoir plusieurs puits remplis d’une gélose. LesC. elegans vivent à la surface de la gélose et se nourrissent de bactéries. Dans le cadre de nos travaux (thèse de B. Goussen), la gélose est contaminée ou non avec de l’uranium appauvri. IRSN/Jean-Marc Bonzom Aktis n°20 – avril-juin 2015 daphnies exposées à l’uranium appauvri sur trois générations (pour une durée d’exposition totale d’environ 70 jours). Elle a montré, à l’aide d’un modèle DEBtox, que celle-ci expliquait le déclin observé de la croissance et la reproduction. Enfin, cette thèse a mis en lumière une aggravation progressive des effets toxiques au fil des générations. Benoît Goussen a poursuivi ce travail en étudiant la dynamique évolutive de populations deC. elegans, exposées à l’uranium appauvri dans des milieux artificiels de type gélose. Une expérience sur seize générations a été réalisée sur deux populations deC. elegans, l’une de contrôle et l’autre exposée à 260 mg d’uranium par kilogramme de milieu. Ces niveaux d’expositions via un milieu artificiel tel que la gélose, dans lequel seul une partie de l’uranium est biodisponible, induisent de faibles quantités internalisées susceptibles d’être toxiques (de l’ordre de quelques microgrammes d’uranium par gramme d’organisme). Toutes les trois générations, des individus étaient extraits des populations et soumis à une gamme de concentrations en uranium (de 0 à 286 mg/kg). La croissance, la ponte et la survie ont été alors mesurées quotidiennement durant six jours. Une diminution significative de la taille et de la ponte maximale des individus a été mise en évidence, en fonction de la concentration en uranium, quelle que soit la population d’origine (contrôle ou exposée). Par ailleurs, les individus issus de la population exposée à l’uranium pondaient significativement moins que les individus issus de la population contrôle (toutes générations et concentrations confondues). Fonctions liées à l’assimilation de nourriture En apportant des améliorations au modèle DEBtox, il a été possible de confirmer que l’uranium impacte principalement les fonctions liées à l’assimilation de nourriture. Dans ces conditions expérimentales, la concentration sans effet déterminée pourC. elegans est de 100 mg d’uranium par kilogramme de milieu. Cette approche a permis de mieux appréhender, chez un organisme terrestre exposé au stress chimique de l’uranium appauvri, les mécanismes liant les perturbations de l’acquisition de l’énergie (via la nutrition) aux fluctuations de la croissance et de la reproduction. L’objet de la thèse de Delphine Plaire était de comprendre pourquoi la chimiotoxicité de l’uranium appauvri s’aggrave chez la daphnie D. magna au fil des générations. Puisqu’une concentration don-
née d’uranium appauvri dans l’eau produit sur une daphnie un effet toxique plus sévère lorsque le parent est lui aussi exposé, l’aggravation des effets suggère la transmission d’une « information » d’une génération à l’autre, celle-ci s’opérant vraisemblablement à travers l’ADN, support du patrimoine génétique. DEBtox transgénérationnel À l’aide de la technique d’analyse RAPD-PCR GLO, permettant de détecter la moindre altération de l’ADN sur un grand nombre d’échantillons, Delphine Plaire a montré que des altérations de l’ADN s’accumulent progressivement chez les daphnies lors d’une exposition et se transmettent à la génération suivante. Elles apparaissent dès la plus faible concentration testée (2 µg/L) et pourraient potentiellement servir d’indicateurs précoces d’effets sur la reproduction observés seulement dans les générations suivantes. En ajoutant un « compartiment de dommage » héri table d’une génération à la suivante, Delphine Plaire a construit un modèle DEBtox transgénérationnel qui tient compte des altérations de l’ADN Daphnie sur laquelle on visualise les œufs IRSN/Florence Zeman et permet de faire des projections sur les générations ultérieures. Cette version a priori inédite du modèle est basée sur deux facteurs de toxicité, la concentration d’uranium appauvri à laquelle les daphnies sont exposées et le niveau de dommage accumulé et transmis au fil des générations. L’analyse des données à l’aide de ce modèle a en outre révélé un deuxième mode d’action de l’uranium appauvri, qui s’ajoute à l’inhibition de l’assimilation de la nourriture  : une dépense énergétique accrue entraînant le ralentissement de la croissance et de l’atteinte de la maturité chez les daphnies. L’enjeu de ces modèles mathématiques est la compréhension des mécanismes moléculaires et métaboliques élémentaires de la toxicité qui devrait permettre d’extrapoler à d’autres cas, selon la substance radioactive considérée et les espèces exposées. Au vu de ces résultats, l’IRSN peut désormais étendre cette démarche pour étudier l’effet d’une irradiation chronique aux rayonnements gamma et de l’exposition à des mélanges de substances radioactives avec d’autres stresseurs dans le cadre de trois autres thèses. PUBLICATIONS Étude transgénérationelle des altérations de l’ADN et de leurs conséquences sur les traits d’histoire de vie et le budget énergétique de Daphnia magna exposé à l’uranium appauvri, thèse soutenue par Delphine Plaire, le 12 décembre 2013 à Cadarache. Analyse par modélisation mécanistique des réponses microévolutives d’une population de Caenorhabditis elegans exposée à un stress métallique radioactif, thèse soutenue par Benoît Goussen le 27 novembre 2013 à Cadarache. Étude des effets de l’uranium sur le budget énergétique et la dynamique de population de Daphnia magna, thèse soutenue par Sandrine Massarin le 15 décembre 2010 à Cadarache. Aktis n°20 – avril-juin 2015 5



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