Essais écotoxicologiques et biomarqueurs
A l’heure actuelle, nous disposons de deux types de méthodes pour évaluer les risque> Probabilité de survenue d'un Dangers des substances, des produits, des installations et des procédés : des méthodes liées à la chimie analytique et une approche biologique.
Parmi les différentes approches biologiques qui existent, on peut évaluer :
1/ les effets sur les populations in situ (méthodes écologiques),
2/ les effets sur les individus au moyen de bioessais> Tests biologiques ou biotests effectués en laboratoire.
Ils ont pour objet de déterminer à l'aide d'expérimentations sur divers types d'êtres vivants la toxicité de substances chimiques. (source : Extrait du précis d'écologie et du dictionnaire encyclopédique des pollutions - F. RAMADE) réalisés en laboratoire (toxicité aigue – survie - et toxicité chronique - croissance, reproduction, etc -), ou
3/ les effets au niveau moléculaire, comme les biomarqueurs.
Ces derniers permettent de connaître les mécanismes de toxicité et d’avoir des réponses précoces des effets des contaminants, et donc de pouvoir intervenir avant d’avoir des effets sur les populations et les écosystèmes. Ils peuvent être utilisés en laboratoire ou sur le terrain.
Les outils écotoxicologiques peuvent être utilisés sur des organismes terrestres ou aquatiques, suivant le milieu que l’on souhaite étudier.
Nos compétences propres concernent les essais chez un organisme sentinelle terrestre : le ver de terreau Eisenia fetida, et la mesure de biomarqueurs chez des invertébrés (en particulier vers et les bivalves). Nous avons été lauréats du Concours national de création d’entreprise de technologies innovantes (1999) pour le développement et la mise en œuvre de biomarqueurs chez le ver comme outil d’évaluation de la toxicité des sols et des déchets.
Nous travaillons également avec un réseau de partenaires, afin de pouvoir proposer une large palette de bioessais> Tests biologiques ou biotests effectués en laboratoire. Ils ont pour objet de déterminer à l'aide d'expérimentations sur divers types d'êtres vivants la toxicité de substances chimiques. (source : Extrait du précis d'écologie et du dictionnaire encyclopédique des pollutions - F. RAMADE) et de tests écotoxicologiques, et d’adapter notre proposition à des objectifs spécifiques. Nous avons alors un rôle d’assembleur (gestionnaire de projet).
Les essais concernant le ver Eisenia fetida :
Tous les essais sur ver de terre sont réalisés avec des vers provenant de notre élevage. Ceci nous permet de parfaitement contrôler les paramètres liés à l’historique du ver (un système de traçabilité nous permet de connaître l’âge du ver, ses conditions d’élevage et d’alimentation et ce tout au long de sa durée de vie). Les expositions sont réalisées dans une enceinte thermostatée à 20°C±2°C, sous un cycle de lumière jour/obscurité 12h/12h et avec une intensité lumineuse contrôlée comprise entre 400 et 800 lux.
Effets des polluant> Substance ou agent responsable d’une pollution (voir ce terme) (source : Agence Française de Sécurité Sanitaire de l’Environnement et du Travail - 2006)s vis-à-vis des vers de terre Eisenia fetida / Eisenia andrei. Détermination de la toxicité aiguë entraînant la mortalité des vers de terre, NF EN ISO 11268-1
Le pourcentage de mortalité de lombriciens adultes placés dans un substrat défini (sol ISO identique au test précédent), contenant la substance à expérimenter à différentes concentrations, est déterminé après 7 et 14 jours. La substance expérimentée est ajoutée en une seule fois et l’essai est réalisé sans renouvellement de la substance. Les résultats obtenus lors des essais sont comparés avec ceux d’un essai témoin et utilisés pour estimer la concentration qui provoque la mortalité de 50% des lombriciens, c’est-à-dire la concentration létale après une exposition de 14 jours (CL5O-14j). Pour l’ensemble de ces tests la sensibilité des organismes testés est vérifiée avec des substances de références.
Effets des polluant> Substance ou agent responsable d’une pollution (voir ce terme) (source : Agence Française de Sécurité Sanitaire de l’Environnement et du Travail - 2006)s vis-à-vis des vers de terre Eisenia fetida / Eisenia andrei. Détermination des effets sur la reproduction, ISO 11268-2
Les vers adultes sont exposés à une série de concentrations de la substance d’essai, soit mélangée au sol, soit, dans le cas des pesticides, appliquée dans ou sur le sol selon des procédures imitant le mode d’emploi de la substance. La méthode d’application dépend de la finalité de l’essai. La gamme de concentrations choisie doit couvrir les concentrations susceptibles de provoquer des effets à la fois sublétaux et létaux sur une période de huit semaines. La mortalité et les effets sur la croissance des vers adultes sont déterminés après quatre semaines d’exposition. Ensuite, les adultes sont extraits du sol et on évalue les effets sur la reproduction à l’issue des quatre semaines suivantes en comptant le nombre de descendants présents dans le sol. On compare le taux de reproduction des vers exposés à la substance d’essai à celui du (des) témoin(s), afin de déterminer i) la concentration sans effet observé (CSEO) et/ou ii) la CEx (par exemple CE10, CE50), en utilisant un modèle de régression pour estimer la concentration qui entraînerait une réduction de x% du taux de reproduction.
Dans quels cadres ces 2 essais peuvent être exigés / réalisés :
Evaluation de la toxicité des substances chimiques nouvelles et existantes (au niveau européen), autorisation de mise sur le marché de produits phytosanitaires, évaluation du caractère danger> Evénement de santé indésirable tel qu'une maladie, un traumatisme, un handicap, un décès. Par extension, le danger désigne tout effet toxique, c'est-à-dire un dysfonctionnement cellulaire ou organique, lié à l'interaction entre un organisme vivant et un agent chimique, physique ou biologique. (INVS)eux d’un déchet : critère d’écotoxicité (H14), évaluation de l’efficacité de procédés de traitement des effluent> Ensemble des eaux usées (traitées ou non) provenant d'une usine de traitement des eaux, d'égouts ou de rejets industriels. Ce terme désigne généralement les déchets rejetés dans les eaux de surface.s phytosanitaires en vue de leur validation, et dans le cadre de diverses démarches de type expérimentales (par exemple Commission AFNOR en vue de l’élaboration d’une norme spécifique aux matériaux biodégradables destinés à l’agriculture).
Exemple : Action collective Aquitaine phytosanitaire
Mesure de biomarqueurs (d’exposition et d’effet)
La mesure de biomarqueurs (premières interactions au niveau cellulaire avec un ou des contaminants) est considérée comme une méthode très sensible, précoce et prédictive d’effet à long terme.
En réponse à une agression de type agent chimique, l’organisme mobilise son système de défense basé sur la sécrétion d’enzyme> Protéine présente dans toutes les cellules des êtres vivants et facilitant les réactions chimiques qui s'y produisent naturellement. Elles ont pour fonction de faciliter les réactions chimiques qui s'y produisent naturellement. Par exemple, lors de la digestion, ce sont des enzymes qui accélèrent la décomposition et la transformation des alimentss chargées d’éliminer le toxique avant qu’il ne se concentre dans l’organisme. Les biomarqueurs sont une mesure du niveau d’expression de ces enzyme> Protéine présente dans toutes les cellules des êtres vivants et facilitant les réactions chimiques qui s'y produisent naturellement. Elles ont pour fonction de faciliter les réactions chimiques qui s'y produisent naturellement. Par exemple, lors de la digestion, ce sont des enzymes qui accélèrent la décomposition et la transformation des alimentss dans l’organisme, élevée ou très basse, elle traduit une exposition à des agents polluant> Substance ou agent responsable d’une pollution (voir ce terme) (source : Agence Française de Sécurité Sanitaire de l’Environnement et du Travail - 2006)s.
Les biomarqueurs d’effet correspondent à des cibles moléculaires qui, lorsqu’elles sont atteintes, signifient que les mécanismes de défense ou de détoxication de l’organisme n’ont pas été suffisamment efficaces pour contrer l’action néfaste d’un xénobiotique> Adjectif qualifiant les éléments vivants d'un environnement, comme les plantes, les animaux et les microorganismes. (ex. : capacité de phagocytose en immunotoxicité, dommages à l’ADN en génotoxicité…). Les conséquences peuvent être parfois irréversibles, entraînant à terme la mort de l’animal ou bien une incapacité à se reproduire. De tels effets peuvent par la suite altérer la structure même des populations et donc des écosystèmes.
Notre retour d’expérience ainsi que de nombreux travaux internationaux confirment l’importance de travailler avec une batterie de marqueurs. Par intégration des résultats de l’ensemble des biomarqueurs au moyen d’analyses discriminantes et par l’élaboration d’une échelle multiple, il est possible de générer des grilles de qualité des sols comme cela a été mis au point pour les eaux. Récemment (Entretiens de l’Environnement> Somme de toutes les conditions abiotiques et biotiques ayant une incidence sur la vie, le développement et la survie d'un organisme ou d'une communauté biologique., APESA, mars 2005), l’Agence de l’eau Adour Garonne (31) s’est positionnée pour l’utilisation de biomarqueurs pour l’évaluation de la qualité des eaux du bassin Adour Garonne. Le besoin d’outil innovant de ce type se fait également ressentir pour les milieux terrestres.
Exemple : Véolia Propreté - Centre de stockage
Tests de génotoxicité chez le ver :
Autres essais réalisés à Bio-Tox :
Détermination de l’inhibition> Diminution de l'activité d'une enzyme ou de la vitesse d'une voie métabolique. de la bioluminescence de la bactérie marine Vibrio fischeri : test MICROTOX® en phase liquide, NF EN ISO 11348-3
Ce test est un test d’écotoxicité aiguë sur effluent> Ensemble des eaux usées (traitées ou non) provenant d'une usine de traitement des eaux, d'égouts ou de rejets industriels. Ce terme désigne généralement les déchets rejetés dans les eaux de surface. liquide. Le principe est de déterminer dans les conditions définies par la norme, la concentration de l’échantillon qui en 5, 15 et si nécessaire 30 minutes entraîne une déficience des réactions biochimiques liées à la respiration cellulaire, se traduisant par une inhibition> Diminution de l'activité d'une enzyme ou de la vitesse d'une voie métabolique. de 50% de la luminescence produite par une suspension de bactéries marines Vibrio fischeri (concentration inhibitrice C150-t mm, t représente le temps de contact entre l’échantillon et les bactéries). La baisse de la luminescence est proportionnelle à la toxicité du milieu. Cette norme est applicable aux effluent> Ensemble des eaux usées (traitées ou non) provenant d'une usine de traitement des eaux, d'égouts ou de rejets industriels. Ce terme désigne généralement les déchets rejetés dans les eaux de surface.s aqueux industriels ou urbains, aux lixiviat> Eau qui a été contaminée pendant son passage au travers de déchets ou de sols. Le lessivage peut s'effectuer dans des zones agricoles, des parcs d'engraissement et des décharges, et peut entraîner la pénétration de substances dangereuses dans des eaux de surface, des eaux souterraines ou le sol.s, aux eaux douces (de surface ou souterraines) et aux eaux marines et saumâtres. Un essai adapté aux échantillons solides est également utilisé (notamment par Environnement> Somme de toutes les conditions abiotiques et biotiques ayant une incidence sur la vie, le développement et la survie d'un organisme ou d'une communauté biologique. Canada pour calculer l’indice de toxicité des sédiments SED-Tox).
Exemple : Centre d’enfouissement technique