Development of a method for testing neurotoxicity of organophosphate pesticides on behavior in early developmental stages in X. laevis

Thèse en sciences de l’environnement, soutenue le 24 mars 2023 par Laurent Boualit, rattaché à l’Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE.

L’utilisation de molécules neurotoxiques dans Ia protection des cultures contre les nuisibles a connu un essor depuis les années 30. Bien que très efficaces contre les insectes, ces molécules présentent un risque environnemental en raison de leur impact sur des espèces non-cibles.

De nombreux outils biochimiques et basés sur la culture cellulaire ont été développés afin de mettre rapidement en évidence le caractère neurotoxique de ces molécules. Néanmoins, ces outils ne permettent pas de prédire les impacts au niveau de l’individu et leur pertinence écologique est donc faible.

Le trait ciblé par les neurotoxiques est le comportement. Chez l’animal, le comportement est une composante très connectée aux processus écologiques (par ex: taux de survie, reproduction) et il est possible de nos jours de connaître l’impact d’une altération comportementale sur la dynamique d’une population. Malgré cela, l’intérêt pour l’écotoxicologie comportementale n’a connu un essor que depuis le début des années 2000. En conséquence, peu de méthodes ont été développées afin de caractériser et de quantifier ces altérations et de nombreux chercheurs recommandent d’implémenter des mesures comportementales aux tests actuels ou de développer de nouvelles méthodes permettant de mesurer des métriques comportementaux.

Parallèlement aux traits comportementaux, il est aussi recommandé de mesurer des traits permettant de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de ces altérations. Les amphibiens semblent être de bons candidats pour étudier les impacts environnementaux des pesticides organophosphorés, en raison du déclin global auquel ils font face, de leur présence dans les zones agricoles et de l’importance de leur comportement.

Le but de ce travail a été de développer un protocole permettant de mettre en évidence l’impact des OPI sur le comportement de nage des larves chez X. laevis. Ces mesures comportementales eéaient également accompagnée de mesures de traits biochimiques, morphologiques et d’histoire de vie.

Pour tester cette méthode, nous avons utilisé comme molécules modèles le diazinon et le chlorpyrifos. Les résultats ont démontré une forte altération du système nerveux par les deux pesticides mais étonnamment, seul l’exposition au chlorpyrifos a engendré des altérations du comportement. La méthode parait prometteuse et d’autres OPI devraient être testés afin de pouvoir tester sa capacité à mesurer ces altérations chez tous les OPI.

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