Les activités cholinestérasiques chez l'amphipode Gammarus fossarum : caractérisation, variabilité naturelle et application comme outil de diagnostic des effets neurotoxiques (2012)

/ La surveillance des populations et des communautés autochtones d'organismes aquatiques a constitué la principale démarche pour évaluer la qualité écologique des écosystèmes. Ces mesures ont prouvé leur utilité pour décrire l'état de santé d'un écosystèmes et mettre en évidence leur perturbation, mais se montrent moins pertinentes pour identifier les causes de cette perturbation, condition nécessaire dans tout processus d'aménagement et de restauration des milieux aquatiques . La nécessité de devoir discriminer un stress d'origine physique (habitat) ou chimique (polluant) impose d'établir et de quantifier les liens existants entre cause et effet et par conséquent de revenir à des « systèmes biologiques » plus simples que sont la cellule ou l'organisme. Parmi les approches développées à ces échelles, les biomarqueurs constituent des outils de choix car ils fournissent une indication précoce de la présence et/ou des effets d'une contamination du milieu sur les organismes. Ces outils présentent l'avantage de pouvoir caractériser le(s) mode(s) d'action d'un contaminant ou famille de contaminants.\nParmi les biomarqueurs, la mesure des activités cholinestérasiques est aujourd'hui reconnue comme un marqueur spécifique d'exposition à des composés neurotoxiques et plus particulièrement aux insecticides organophosphorés et carbamates. Toutefois, comme pour la majorité des biomarqueurs, leur utilisation dans les réseaux de surveillance reste très peu développée. Elle se confronte à un manque de valeurs de référence, intégrant notamment la variabilité naturelle du biomarqueur d'intérêt, mais également à la faible pertinence écologique de leur réponse, notamment due au manque d'information permettant d'établir des relations directes entre leurs modulations et des altérations à des niveaux d'organisation supérieurs (e.g., fitness des organismes).\nCette présentation résume la démarche mise en place pour caractériser et utiliser les activités cholinestérasiques comme biomarqueurs d'exposition et d'effets de composés neurotoxiques chez un amphipode d'eau douce, Gammarus fossarum. Cette espèce a été retenue comme modèle pour de nombreuses raisons. Elle est largement répartie dans les rivières d'Europe de l'ouest, joue un rôle clé dans le fonctionnement des écosystèmes par la dégradation et la redistribution de la matière organique , mais également en tant que ressource alimentaire pour divers espèces de macroinvertébrés, poissons, amphibiens et oiseaux. G. fossarum est présent tout au long de l'année et peut être facilement échantillonné. Son identification spécifique et la différenciation des sexes sont aisées. Enfin, c'est un organisme qui peut être utilisé aussi bien en laboratoire que dans le milieu naturel, notamment via son encagement . En comparaison à la mise en place de biotests de laboratoire, l'encagement d'organismes dans les milieux (test in situ), présente de nombreux avantages. Cette démarche permet une exposition réaliste, intégrant la complexité des conditions environnementales (fluctuation de température, dureté...), qui ne peut pas être reproduite en laboratoire. La réalisation de tests in situ limite de nombreux artéfacts connus liés aux prélèvements, transport et à la conservation des échantillons environnementaux. Enfin, cette démarche permet de contrôler le temps d'exposition des organismes aux milieux d'intérêt, ce qui n'est pas faisable avec l'utilisation d'organismes autochtones, et ainsi de mieux établir les relations de cause à effet et d'améliorer la fiabilité des comparaisons entre sites étudiés. Pour ces travaux, quatre grandes étapes ont été menées pour répondre aux objectifs fixés : 1 -caractériser quelle cholinestérase est présente chez G. fossarum, afin de retenir le substrat le plus pertinent pour sa mesure, 2 - comprendre la variabilité naturelle de ce biomarqueur, d'une part en lien avec la physiologie des organismes (taille, sexe) dans le but de proposer un protocole robuste et reproductible et d'autre part en lien avec les facteurs environnementaux (température, dureté..), autre que la pollution, afin de proposer des valeurs de référence, 3 - décrire les relations entre la modulation de ce biomarqueur et les réponses individuelles, la locomotion et le taux d'alimentation, afin de pouvoir interpréter ces mesures en terme d'impact à un niveau d'organisation biologique supérieur et enfin 4 - l'application de cet outil pour la surveillance de la qualité des milieux.