Embryogénotoxicité des contaminants chez l’escargot

Embryogénotoxicité des contaminants chez l’escargot

La technique Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) est dérivée de la Polymerase Chain Reaction (PCR). Elle a le potentiel de détecter un large éventail de dommages à l’ADN. Initialement, cette méthode a été utilisée pour détecter le polymorphisme lors d’études phylogénétiques et plus récemment lors d’études de génotoxicité. Son principe repose sur l’analyse par électrophorèse des profils correspondant aux différents fragments obtenus après amplification aléatoire par PCR d’ADN génomique. Cependant la phase de lecture ces profils reste perfectible car elle est souvent dépendante de l’observateur ou encore de la qualité des images analysées. Le but de notre étude est de proposer un nouvel outil couplant la technique RAPD-PCR et un système d’électrophorèse capillaire haute résolution (SHR) afin d’améliorer les étapes de séparation des produits RAPD et d’analyse de ces profils. Afin de valider notre méthode, nous avons choisi d’évaluer le potentiel génotoxique du cadmium chez des embryons d’escargot terrestre Helix aspersa (syn. Cantareus aspersus) Des œufs d’escargot ont été exposés à des solutions de Cd (2, 4 et 6 mg/L) au début de leur développement embryonnaire. Par comparaison avec la méthode d’électrophorèse classique sur gel d’agarose, le SHR permet d’améliorer la qualité des images et la résolution des profils obtenus, de diminuer le temps de migration des échantillons. De plus, après paramétrage du logiciel intégré au SHR, l’analyse des profils peut être automatisée et ainsi permettre de réduire la subjectivité existante lors de la lecture des profils avec la méthode classique. L’analyse des produits RAPD via SHR a montré des différences dans les profils d’amplicons d’embryons exposés et non-exposés à partir de 2 mg/L de Cd. Ces modifications au niveau génomique révèlent un effet génotoxique du Cd sur les stades embryonnaires de l’escargot. Notre étude démontre l’intérêt du couplage RAPD-SHR qui semble un outil prometteur pour un dépistage haut débit rapide et plus efficace des effets des contaminants chimiques sur l’ADN.

Since embryonic development determines hatching success and, contributes to the dynamic nature of populations, embryotoxicity bioassays have become important tools for environmental hazard risk assessments. During the last 20 years, most of the standardized biological methods have involved aquatic organisms such as zebrafish Danio rerio (Hallare et al., 2006 ; Osterauer et al., 2011 ; ISO 12980 ; ISO 15088) or oyster embryos (Geffard et al., 2002 ; XP T90-382). Less data are available concerning the early life stages (ELS) of terrestrial organisms such as soil invertebrates. Among them, landsnails, which are mainly phytophagous and detritivorous organisms living at the soil-plant-air interface, have already been used for ecotoxicological purposes at various life stages. Juvenile or adult Helix aspersa (syn. Cantareus aspersus) have been used in field studies to assess the bioavailability of metals on contaminated sites (Fritsch et al., 2011) as well as laboratory experiments to study cadmium (Cd) bioaccumulation (Scheifler et al., 2002) and Cd toxic effect on survival, growth, and reproduction (Gomot, 1997 ; Gomot-de Vaufleury and Kerhoas, 2000 ; ISO 15952). Recently, bioassays that use H. aspersa eggs to assess the embryotoxicity of various organic (pesticides) or metallic (Cd) contaminants have been developed (Druart et al., 2010, 2012).

Cd is an environmental pollutant, both in terrestrial than aquatic ecosystems (Herber, 2008). This metal is accumulated by many organisms, including the land snail H. aspersa (Hispard et al., 2008), and induces various harmful effects. An increased production of reactive oxygen species (ROS) has been reported in the land snail Theba pisana collected from urban metal polluted sites showing increased concentrations of Cd, Cu, Pb, and Zn (Radwan et al., 2010). Cd has been recognized as a mutagenic, teratogenic, and embryotoxic agent in the apple snail Marisa cornuarietis (Schirling et al., 2006). In addition, some data on Cd toxicity are available for marine organisms. For instance, there are data regarding the ability of Cd to induce the expression of a set of stress proteins (Heat Shock Proteins) in sea urchin embryos Paracentrotus lividus (Roccheri et al., 2004). Recently, embryotoxic and genotoxic effects of Cd on the ELS of the Pacific oyster Crassostrea gigas, when exposed at environmentally relevant concentrations, have been reported (Mai et al., 2012). Such effects have not been studied in terrestrial molluscs, whose eggs are exposed quite differently than eggs of aquatic invertebrates. Until now, the toxicity of Cd has been demonstrated on the hatching success of H. aspersa, and abnormalities or delays in the development of exposed eggs have been described (Druart et al., 2010). However, it is still unknown whether genotoxic effects are involved. Generally, the eventual genotoxicity of chemicals is studied using the comet assay, which allows for the specific detection of DNA breakages.