Embryons marins transgéniques comme sentinelles pour détecter la toxicité CMR de la mer. – MarineEmbryoTox

La Méditerranée est un site idéal pour surveiller la pollution marine d’origine anthropogénique. Dans ce projet nous avons choisi l’ascidie comme modèle animal idéal pour surveiller la pollution marine. Parmi tous les invertébrés, l’ascidie est le plus proche de l'homme (pour optimiser le transfert des résultats aux humains). Chaque ascidie peut générer jusqu'à 1 million de larves nageantes 12 heures après la fécondation ce qui permet de réaliser des expériences de « screen » à grande échelle. Enfin, au cours des deux dernières décennies, nous avons développé des outils et des solutions génomiques/moléculaires et d’imagerie pour l'ascidie Phallusia mammillata, choisie parce que ses oeufs et embryons sont totalement transparents. Nous sommes maintenant en mesure d'exploiter pleinement le modèle Phallusia pour nous attaquer au problème de la pollution marine par les populations humaines.
Ce projet associe des chercheurs et ingénieurs pour développer de nouveaux tests toxicologiques utilisant des techniques d’imagerie moléculaire de pointe. Lors de plusieurs cribles d’expression réalisés dans l’équipe coordinatrice ont été découverts de nouvelles protéines enrichies sur l’ADN ou dans les noyaux qui pourront servir de nouveaux indicateurs de plus grande sensibilité pour détecter des aberrations chromosomiques ou l’activité de gènes. Nous voulons mettre au point un test complètement nouveau capable de détecter en même temps la carcinogénicité et une activité de perturbateur endocrinien (PE). Le test de carcinogénicité et le test d’activité PE seront réalisés simultanément sur le même embryon. Des embryons transgéniques fluorescents seront imagés en « time lapse » 3D pendant les 10 heures de développement. La carcinogénicité sera établie en comptant les micronoyaux et les ponts d’ADN (comme dans le test OCDE n° 487). L’activité PE sera établie par imagerie de l’activation des récepteurs nucléaires répondants aux PEs (ERR, TR, AR, PXR) en utilisant des indicateurs moléculaires de l’activité des récepteurs nucléaires impliqués (basés sur des GFPs).
L’acquisition d’images, la sauvegarde des données et l’analyse automatique seront optimisés afin d’atteindre 100 embryons filmés par jour par microscope à haute résolution et plus de 200 embryons par jour à basse résolution. L’équipe de Nadine Peyriéras (UPR 3294, team 3) développera les solutions logicielles pour l’analyse automatique des aberrations chromosomiques et des noyaux fluorescents. Les performances de notre test 2-en-1 carcinogène/activité PE seront évalués avec des produits chimiques de référence et lors d’une étude de cas réalisée en collaboration avec l’équipe de bio-géochimistes de Christophe Migon (UMR 7093, team 4).
Après sélection du meilleur test et des indicateurs fluorescents les plus sensibles, nous produirons par transgénèse germinale des lignées de Phallusia mammillata en intégrant dans leur génome les indicateurs basés sur des GFPs. Le maintien des lignées transgéniques sera assuré par la plateforme EMBRC-France (www.embrc-france.fr/) comprenant toutes les infrastructures nécessaires à la culture d’organismes marins. Ces lignées transgéniques permettront d’appliquer nos tests toxicologiques moléculaires dans toutes les régions marines d’Europe où l’espèce Phallusia mammillata vit.
Enfin, l’impact sur la santé humaine des PEs testés sera évalué en modifiant notre test mesurant l’activation des recepteurs nucléaires. Le teste révèlera que des récepteurs nucléaires humains sont activés lors de l’exposition de l’embryon d’ascidie transgénique aux PEs pour démontrer que ces PEs peuvent activer la réponse aux xénobiotiques et provoquer des pertubations endocriniennes chez l’Homme.
Au delà des tests moléculaires décrits, les livrables de ce projet seront des dépôts de brevets par les équipes 1 et 3. Les publications scientifiques seront ensuite publiées par tous les partenaires du projet pour protéger les innovations accomplies durant les 48 mois de ce projet.