Biomarqueurs, Environnement, Santé (BES)

Animateurs d’équipe : Orsière Thierry, M. Rault

Le développement croissant des activités humaines conduit à l’émergence de stress environnementaux de nature chimique, physique ou biologique susceptibles d’affecter la santé humaine et animale mais également le fonctionnement des écosystèmes. La pression environnementale qui en résulte s’exerce sur une échelle de temps bien inférieure au temps d’évolution des espèces, et les impacts sont d’autant plus importants que les expositions sont souvent chroniques et multiples, favorisant les effets cocktails.
L’équipe pluridisciplinaire « Biomarqueurs, Environnement, Santé », composée notamment de biologistes, de biochimistes, de biophysiciens, de mathématiciens, de pharmaciens et de médecins, a pour vocation de mener des travaux de recherche intégrative adressant santé humaine et environnementale de manière globale. Nos travaux s’étendent de l’individu aux populations, appréhendant ainsi les changements d’échelle. La diversité de nos compétences permet d’étudier l’impact de polluants présents dans les milieux domestiques ou professionnels, côtiers, dulçaquicoles, urbains ou dans les agrosystèmes, sur des organismes variés, de l’Homme aux invertébrés. Nous nous intéressons particulièrement : (i) à diverses classes de composés chimiques (métaux, hydrocarbures aromatiques polycycliques, polychlorobiphényles, pesticides, médicaments), (ii) aux composés particulaires, (nanomatériaux, particules ultrafines atmosphériques, poussières issues du vieillissement ou du démantèlement d’installations industrielles), (iii) aux agents physiques (rayonnements UV en terme de protection solaire par exemple, ou ionisants lorsque les particules sont activés par la présence de tritium).

Les recherches de l’équipe BES (Eq.6)

Mots clés


Thèmes de Recherche

Nos objectifs consisteront à comprendre les mécanismes moléculaires, cellulaires, métaboliques et physiologiques élaborés par les organismes et/ou l’Homme pour faire face aux contraintes environnementales et à établir des liens entre stress environnementaux et plasticité des organismes. Ils s’appuient sur des expertises issues de différents pro-grammes de recherche dont deux pourraient être à l’origine de la création d’institut dans le périmètre d’Aix-Marseille Université, AMIDEX CREER en lien avec le pôle identifiant « Reproduction et Environnement » et AMIDEX PASSIV-ITER en lien avec le développement de nouvelles technologies de l’énergie. Enfin, nos objectifs s’articulent autour des points suivants :
• comprendre et caractériser les impacts en tenant compte des facteurs biotiques et abiotiques,
• décrire et expliquer les effets observés par des approches complémentaires allant de la biologie moléculaire et cellulaire à l’analyse physiologique et comportementale
• réaliser des analyses en laboratoire, en expérimentation animale limitée (ex : mésocosmes) et en conditions réelles, au terrain.
Au niveau des écosystèmes, la persistance/présence d’une espèce dans un environnement donné dépend de sa sensibilité, de sa vulnérabilité et de sa capacité à s’adapter. Cette persistance varie notamment en fonction de la tolérance physiologique et du patrimoine génétique de l’espèce. Les mécanismes de défense mis en place génèrent un coût métabolique capable de modifier la distribution des réserves qui se retrouvent allouées au maintien de l’homéostasie et non à la survie de l’organisme, induisant d’importants troubles métaboliques et physiologiques
En terme de santé humaine, les populations exposées et affectées, en termes de bien-être et de santé, sont susceptibles de développer de nombreuses pathologies parmi lesquelles des cancers, des troubles de la reproduction, des désordres métaboliques, des processus de vieillissement tissulaires accélérée L’aspect multifactoriel des pathologies, associé à des effets différés, rendent les relations entre expositions environnementales et santé humaine difficiles à élucider.
Plus concrètement, nous étudierons l’impact des pratiques agricoles sur les organismes non cibles pour améliorer les connaissances sur la sensibilité des espèces, et sur les fonctions physiologiques et les voies métaboliques d’intérêt pour le maintien des populations (reproduction, développement, immunité). Conjointement, les réponses comporte-mentales et populationnelles (traits d’histoire de vie, évolution de la biodiversité) et les phénomènes d’interactions interspécifiques (compétition entre espèces) seront investigués.
Nous étudierons également les stress génotoxiques incluant les réponses écogénotoxiques, induits par les expositions iatrogènes, particulaires, et/ou chimiques, en identifiant les mécanismes d’action directe et les mécanismes secondaires à des réponses inflammatoires ou oxydatives sur des cellules et/ou tissus somatiques et germinaux. Nous nous intéresserons au développement de nouveaux biomarqueurs dont des biomarqueurs de mutagenèse, en lien ou non avec les troubles de la reproduction, du développement, et de l’immunité.
Nous analyserons les conséquences sur la santé du stress oxydatif et de l’inflammation. L’étude des processus biologiques ou moléculaires (ex : récepteur à la dioxine, diabète de type 2 et PCBs ou d’HAPs, vieillissement cellulaire extrinsèque) impliqués dans les effets des polluants permet l’identification de cibles moléculaires contre lesquelles seront développées de nouvelles molécules actives issues de la chimie (ex : flavonols antioxydants), de biotechnologies (ex : approche PROTAC), ou de la biodiversité (ex : toxines de cnidaires, photo-protecteurs présents dans le mucus corallien). La vectorisation de ces molécules actives (ex : « Solid Lipidic Nanoparticles ») et les approches écoréparatrices (ex : nanocomposites) seront également réalisées, soulignant ainsi le caractère intégratif de notre approche.
Nous continuerons à développer des modèles d’expérimentations permettant de documenter les effets génotoxiques des agents chimiques, particulaires ou physiques sur les tissus impliqués dans les fonction de reproduction chez l’Homme, qu’il s’agissent de cellules germinales ou non, mais également chez des organismes modèles terrestres et aquatiques.
Forte de sa multidisciplinarité, notre équipe emploiera des stratégies méthodologiques qui feront appel à des méthodes QSAR et biostatistiques, à des techniques biochimiques classiques, à des techniques de biophysique (bioéner-gétique cellulaire) ou de biologie moléculaire (transcriptomique et génomique) permettant d’étudier les effets épigénétiques (méthylation de l’ADN, miRNA…), à des tests génotoxiques documentant les lésions primaires à l’ADN (test des comètes), les mutations géniques (test d’Ames, test Pig-A), les dommages chromosomiques (test du micronoyau avec marquage des centromères).
Le fait de mener des investigations conjointes sur le biotope et sur la santé des populations ne peut que faciliter la compréhension et la connaissance des processus moléculaires et physiologiques impactés lors d’une pression anthropique sur un environnement donné. De ces études intégratives devraient résulter des d’outils pertinents pour orienter les conditions d’un développement durable prenant en considération qualité et santé de l’environnement.
Nos travaux auront également vocation à fédérer des études en relation directe avec les thèmes transversaux « Anthropocène et Santé » et « Intégration Agriculture/Biodiversité au cours du temps ».

Collaborations

En cours d’actualisation

Brésil  : Universidade Estadual de Campinas (Limeira)

Tunisie  : Université de Sfax

Maroc  : Université Ibnou Zohr-Agadir

France  : Université de Metz, Université de Lyon I, INERIS, IRSN, Université de Bordeaux I et II, CEA Cadarache, Bureau d’études Eco-Med, Agence de l’Eau

Programmes

(En construction)

Publications

(En construction)

2018

Loret E., Luis J., Nuccio C., Villard C., Mansuelle P., Lebrun R., Villard P.H. 2018. A Low Molecular Weight Protein from the Sea Anemone Anemonia viridis with an Anti-Angiogenic Activity. Marine drugs, 16, 134.

May P., Bremond P., Sauzet C., Piccerelle P., Grimaldi P., Champion S., Villard P.H. 2018. In vitro cocktail effects of PCB-DL (PCB118) and bulky PCB (PCB153) with BaP on adipogenesis and on expression of genes involved in the establishment of a pro-inflammatory state. International Journal of Molecular Sciences, 19 : 841.

2016

De Jong L., Pech N, Umbuzeiro GA, Moreau X. 2016. Multi-scale biomarker evaluation of the toxicity of a commercial azo dye (Disperse Red 1) in an animal model, the freshwater cnidarian Hydra attenuata. Water Research, 96 : 62-73.

2014

Achouri D., Sergent M., Tonetto A., Piccerelle P., Andrieu V., Hornebecq V. 2014. Self-assembled liquid crystalline nanoparticles as an ophthalmic drug delivery system. Part II : optimization of formulation variables using experimental design. Drug Development and Industrial Pharmacy. DOI : 10.3109/03639045.2014.884113.

Moreau X., De Jong L., Wafo E., Chaspoul F. 2014. Mise au point de la quantification d’un marqueur précoce de stress cellulaire chez les larves aquatiques de Cloeon dipterum (Ephemeroptera, Baetidae) collectées en région Méditerranéenne. Études vauclusiennes, 82 : 85-92.

El Hosry L., Di Giorgio C., Birer C., Habib J., Tueni M., Bun S.S., Herbette G., De Meo M., Ollivier E., Elias R. 2014. In vitro cytotoxic and anticlastogenic activities of saxifragifolin B and cyclamin isolated from Cyclamen persicum and Cyclamen libanoticum. Pharmaceutical Biology : 1–7. (doi:10.3109/13880209.2013.879600). Posted online on 20 Mar 2014.

Njock Makon S., Fouchier F., Seree E., Villard P.H., Landrier J.F., Pechere L., Barra Y., and Champion S. 2014. Lycopene Modulates THP1 and Caco2 Cells Inflammatory State through Transcriptional and Nontranscriptional Processes. Mediators of Inflammation, Vol. 2014, Article ID 507272, 12 pages
http://dx.doi.org/10.1155/2014/507272

Saez G., Aye M., De Meo M., Aimé A., Bestel I., Barthélémy P., Di Giorgio C. 2014. Genotoxic and oxidative responses in coelomocytes of Eisenia fetida and Hediste diversicolor exposed to lipid-coated CdSe/ZnS quantum dots and CdCl2. Environ Toxicol. doi : 10.1002/tox.21966. Posted online on 05 Feb 2014.

Roustan A., Aye M., De Meo M., Di Giorgio M. 2014. Genotoxicity of mixtures of glyphosate and atrazine and their environmental transformation products before and after photoactivation. Chemosphere, 108:93-100. doi : 10.1016/j.chemosphere

Wafo E., Risoul V., Schembri T., Lagadec V., Mama C., Boissery P., Portugal P., Dhermain F. 2014. Methylmercury and trace element distribution in the organs of Stenella coeruleoalba dolphins stranded on the French Mediterranean coast. Open Environmental Sciences. 8:35-48.

2013

Achouri D., Hornebecq V., Piccerelle P., Andrieu V., Sergent M. 2013. Self-assembled liquid crystalline nanoparticles as an ophthalmic drug delivery system. Part I : influence of process parameters on their preparation studied by experimental design. Drug Development and Industrial Pharmacy (doi:10.3109/03639045.2013.850707)

Alhanout K., Di Giorgio C., De Méo M., Brunel J.-M. 2013. Non-genotoxic assessment of a natural antimicrobial agent : squalamine. Anti-Infective Agents in Medicinal Chemistry, 11(2) : 1-5.

Aye M., Di Giorgio C., Berque-Bestel I., Aime A., Pichon B.P., Jammes Y., Barthélémy P., De Méo M. 2013. Genotoxic and mutagenic effects of lipid-coated CdSe/ZnS quantum dots. Mutation research, 750(1-2):129-38.

Aye M., Di Giorgio C., Mekaouche M., Steinberg J.G., Brerro-Saby C., Barthélémy P., De Méo M., Jammes Y.. 2013. Genotoxicity of intraperitoneal injection of lipoamphiphile CdSe/ZnS quantum dots in rats. Mutation research, 758(1-2):48-55

Berthelot-Ricou A., Perrin J., Di Giorgio C., De Méo M., Botta A.,Courbiere B. 2013. Genotoxicity assessment of mouse oocytes by comet assay before vitrification and after warming with three vitrification protocols. Fertility and Sterility, 100(3):882-888.

Buendia-Jimenez I., Richardot P., Picard P., Talaska G., De Meo M., Friedlander G. 2013. P006 Effect of an increased water intake in DNA adducts formation and urinary mutagenicity in smokers : A randomised controlled trial. European Urology Supplements, 12(6):133.

Briand M.J., Letourneur Y., Bonnet X., Wafo E., Fauvel T., Brischoux F., Guillou G., Bustamante P. 2013. Spatial variability of metallic and organic contamination of anguilliform fish in New Caledonia. Environmental Science and Pollution Research, ISSN : 0944-1344 (Print) 1614-7499 (Online)

Cantecor B, Savelli M.P., Marti-Mestres G., Bonniol V., Mostefa Side Larbi M.A., Piccerelle, P. 2013. Recent Advances in Topical Applications for a New Anti-Aging Drug. In : R. Chilcott and K. R. Brain, Eds., Advances in Dermatological Sciences, Royal Society of Chemistry, London.

Cantecor B, Savelli M.P., Piccerelle P., Lévy N. 2013. Anti-aging efficacy of a new alendronate-pravastatin cosmetic combination : a randomized double blind comparative study. Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications, 3:163-171.

Champion S., Sauzet C., Bremond P., Benbrahim K., Abraldes J., Seree E, Barra T., Villard P.H. 2013. Inflammation enhances AhR expression in intestinal cells through the NFκB pathway. ISRN Toxicology, Article ID 792452, 7 pages.

De Jong L., Moreau X., Bestel I., Beaudoin E., Aimé A., Dolain C., G. Saez G., Tonetto A., Barthélémy P., Thiéry A. 2013. Uptake of quantum dots into a freshwater flatworm : intracellular accumulation and transmission from parents to offspring. Journal of Nanoscience Letters, 3, 28.

2012

Aye M., Di Giorgio C., Berque-Bestel I., Aime A. , Pichon B.P., Jammes Y., P. Barthélemy, De Méo M. 2012. Genotoxic and mutageneic effects of lipid-coated CdSe/ZnS quantum dots. Mutation Res. (E-pub ahead of print).

Liu W., Chaurand P., Di Giorgio C., De Meo M., Thill A., Auffan M., Masion A., Borschneck D., Chaspoul F. , Gallice P. , Botta A. , Bottero J.Y., Rose J.C. 2012. Influence of the length of imogolite-like nanotubes on their cytotoxicity and genotoxicity towards human dermal cells. Chem. Res. Toxicol., 25, 2513 .

Masotti V., De Jong L., Moreau X., Rabier J., Laffont-Schwob I., Thiéry A. 2012. Larvicidal activity of extracts from Artemisia species against Culex pipiens L. mosquito : comparing endemic versus ubiquist species for effectiveness. Comptes rendus biologies, 335(1):19-25

Mesnier A., Villard P.H., Nalbone G. 2012. PCB, diabète de type 2 et obésité : Approches cellulaire, moléculaire et expérimentale de l’effet des polychlorobiphényles (PCB) sur la biologie de l’adipocyte : implications dans le diabète et l’obésité. Les Cahiers de la Recherche Santé, Environnement, Travail (édition Anses), Décembre 2012, 16-18.

Rigaud S., Di Giorgio C. , Radakovitch O., Garnier J.M. , De Méo M. 2012. Genotoxicity of sediment extracts of the Berre Lagoon (France). Chemosphere (E-pub ahead of print).

Thiéry A., De Jong L., Issartel J., Moreau X., Saez G., Barthélémy P., Bestel I., Santaella C., Achouak W., Auffan M., Rose J. 2012. Effects of metallic and metal oxide nanoparticles in aquatic and terrestrial food chains. Biomarkers responses in invertebrates and bacteria. International Journal of Nanotechnology, 9:181-203.