De meilleurs modèles de toxicité pour le milieu aquatique
Les modèles de ligand biotique (MLB) sont largement utilisés pour prédire l'effet de la composition chimique de l'eau sur la biodisponibilité et la toxicité des métaux. Malheureusement ces modèles numériques ne sont conçus que pour suivre un seul métal et ne prennent pas en compte les interactions entre les métaux ou la surface des branchies, des interactions qui jouent pourtant un rôle prépondérant dans leur accumulation. Dans l'environnement naturel, les métaux se trouvent rarement séparément et le lien entre la toxicité et l'accumulation est très complexe. Le projet METALTRANSP (Characterization of the trace metals transport and interaction mechanisms in zebrafish Danio rerio using molecular and stable isotope approaches) a donc été initié pour étudier les interactions entre métaux toxiques et métaux essentiels. L'objectif global de ce projet consistait à identifier les transports cellulaires communs impliqués dans l'absorption de métaux au niveau des branchies de poisson-zèbre en utilisant des isotopes stables et les techniques de la biologie moléculaire. Les chercheurs ont commencé par identifier les protéines impliquées dans le transport de métaux chez le poisson-zèbre (Danio rerio). Ces transporteurs sont responsables du transport de métaux essentiels comme le cuivre (Cu), le fer (Fe) ou le zinc (Zn) mais aussi de celui de métaux non essentiels à l'état de traces comme le cadmium (Cd) ou le plomb (Pb) lors d'une exposition de plusieurs métaux. Les chercheurs ont également évalué l'effet dans les tissus des interactions multi-métalliques sur la compartimentalisation des métaux isolés en corrélant le profil d'expression génétique et l'absorption des différents métaux. Ces travaux ont montré par exemple, que l'addition du plomb augmentait significativement le taux d'absorption du cuivre. L'absorption de Pb est associée au transporteur DMT1 et les chercheurs ont observé une augmentation de son expression uniquement en combinaison avec le cuivre à un stade ultérieur d'exposition. Ce résultat conforte l'idée d'une voie d'absorption alternative non spécifique activée par plusieurs ions doublement chargés. Les chercheurs ont également montré que le système de transport du zinc jouait un rôle dans l'absorption du Pb de manière concentration dépendante, principalement en raison de l'activation multiple de différentes protéines de transport. Ces résultats montrent que dans le monde réel où les métaux sont rarement trouvés séparément, le processus d'accumulation dans l'organisme ne peut être prédit avec précision en s'appuyant uniquement sur le modèle d'exposition d'un métal isolé. Les métaux essentiels ou non essentiels partagent donc les mêmes voies d'absorption activées en fonction de la concentration des métaux déjà présents. Les partenaires du projet apporteront ainsi de nouvelles données pour le développement de modèles MLB tenant compte de ces mélanges. Ils pourront être utilisés par les autorités de régulation en matière environnementale pour mesurer de manière plus précise leur niveau de toxicité dans le milieu aquatique.
