presentation mémoires 2012

Environmental Physiology & Toxicology

Ecophysiology – Ecotoxicology (PK) Systems Ecotoxicology (FS)

Prof. P. Kestemont

Ass. Prof. F. Silvestre

2

Studies at molecular and cellular levels

Studies at population/community levels

Complexity - Representativity

Prec

isio

n - R

epro

duci

bilit

y

Research at different organization levels From the gene to the field

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Sujets de mémoires 2012 v  Adaptations physiologiques à des polluants et impacts transgénérationnels chez des

vertébrés aquatiques

v  Etude in vitro des réponses moléculaires des lymphocytes chez l’anguille européenne Anguilla anguilla suite à une exposition à différents xénobiotiques. Développement d’une approche multi-biomarqueurs non invasive par l’analyse sub-protéomique.

v  Neurotoxicité du méthylmercure chez l’anguille européenne Anguilla anguilla.

v  Effets d’une mixture de PCBs, l’Aroclor 1254 sur les systèmes UPR et UPS des têtards du xénope Xenopus laevis : approche transcriptomique, protéomique et enzymatique.

v  Impacts des perturbateurs endocriniens œstrogéniques et androgéniques sur le système immunitaire de la truite arc-en-ciel Oncorhynchus mykiss

v  Etude des mécanismes différentiels d’interaction entre le stress et les fonctions reproductrices et immunitaires chez deux téléostéens : la perche commune et le tilapia

v  Etude in vitro de la régulation de l’immunité de la perche commune (Perca fluviatilis L.) par les corticostéroïdes et leurs récepteurs

v  Étude de gènes clés impliqués dans la transdifférenciation du sexe chez la truite arc-en-ciel par une approche in vitro.

v  Effects of nutritional status on environmental stress tolerance in green (Acipenser medirostris) and white Sturgeon (A. transmontanus)

Ovotestis

F1 F2 Pollutant/stress

Acclima'on/adapta'on

Phenotypic plas'city

New theories of evolution

Adaptations physiologiques à des polluants et impacts transgénérationnels chez des vertébrés aquatiques

Acclima'on/adapta'on

Phenotypic plas'city

Evolu'on of the environmental stress response

F. Silvestre V. Gillardin

5

Isolation of PBMC Biomarkers

Mechanisms of action

MW

Proteomic analysis after cell exposure

pH 4 7 pH 4 7 7

Etude in vitro des réponses moléculaires des lymphocytes chez l’anguille européenne Anguilla anguilla suite à une exposition à différents xénobiotiques. Développement d’une approche multi-biomarqueurs non invasive par l’analyse sub-protéomique.

F. Silvestre P. Kestemont K. Roland

6 Neurotoxicité du méthylmercure chez l’anguille européenne Anguilla anguilla.

•  Contamina'on in vivo d’anguilles avec du MeHg à doses environnementales

•  Prélèvements de cerveaux après contamina'on

Analyses protéomiques et biochimiques

•  gels d’électrophorèse 2D (URBO)

•  enzymes an'oxydantes (UCL-‐Prof. JF Rees)

•  dosage de marqueurs neurologiques (dopamine, sérotonine) (URBO)

P. Kestemont F. Silvestre JF Rees D. Scaion

7 Effets des PCBs sur les systèmes UPR et UPS de Xenopus laevis

Approches transcriptomique, protéomique et enzymatique

PCBs et amphibiens? Malformations

Impact sur la survie, la croissance et la métamorphose

Modulation de l’expression des gènes

et des protéines

Surexpression •  Protéines cytosoliques modifiées:UPR

•  Protéines du RE modifiées: UPS HY

PO

THE

SE

Exposition courte (72h00) à une mixture de PCBs (AROCLOR 1254)

•  UPR: Analyse par western blot des protéines chaperonnes Grp58, GRP78 et PDI et niveau d’expression

des gènes par Q-PCR. •  UPS: Activité enzymatique du protéasome et quantification de l’Ubiquitin par western blot.

Aspects protéomiques et transcriptomiques si le temps le permet

P. Kestemont F. Silvestre V. Gillardin

8 Impacts des perturbateurs endocriniens oestrogéniques et androgéniques sur le système immunitaire de la truite arc-en-ciel Oncorhynchus mykiss

système reproducteur

système immunitaire

Étude transcriptomique

Test de l’expression de gènes spécifiques par qPCR

Perturbateurs endocriniens (PE)

Effets

Expérience in vivo

Exposi'on des poissons et prélèvements des organes

Analyses des paramètres immunitaires

Complément, lysozyme, immunoglobulines, distribu'on

leucocytaire

P. Kestemont S. Massart

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EE2 Effluent

Transcriptomic signature

in vivo contamination Effluent fragmentation -EE2 -Estrone -Nonylphenol -Estradiol

Testis culture

in vitro contamination Validation in rivers with sentinel species

Testis Ovary Ovotestis Effluents STP

EDCs

EDC et intersexualité chez les poissons. Incidence environnementale et approche in vitro des mécanismes cellulaires et moléculaires

P. Kestemont S. Depiereux

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Confinement, densité,

Territorialité/

comportement

Stress aigu

ou chronique

Hormones

de stress

Effets délétères:

-  Système reproducteur - Immunité

-  Mécanismes d’action: pas élucidés

v  Réponse physiologique: Expression des récepteurs GR/RT-PCR

Autres indicateurs de stress/RIA ou ELISA

v  Réponse immunitaire Activité lysozyme, - CH50,- etc/Spectrométrie

Expression des gènes de l’immunité/RT-PCR

Géniteurs confinés vs Géniteurs + implants cortisol Organes: rate, foie, sang

-  Perche: pondeur unique -  Tilapia: pondeur multiple

Approche in vivo

Rate – Leucocytes

+ cortisol et/ou DOC

Culture d’organes lymphoïdes

Approche in vitro

Action du stress sur la régulation des mécanismes de reproduction et d’immunité chez les poissons

P. Kestemont

R. Mandiki C. Mathieu

11 Effects of nutritional status on environmental stress tolerance in green and white Sturgeon

Co-promotor: Prof. S.S.O Hung

Decline of green & white sturgeon popula'ons Habitat loss – Overfishing – Pollu'on (Se, Hg)

Research hypotheses

•  Higher nutritional status is positively correlated with tolerance to thermal and salinity stressors and to these stressors in combination.

•  Sensitivity to environmental stressors is age dependent

•  Green and white sturgeon species, with the same nutritional status, will respond differently to environmental stressors.

Experiment: manipulation of nutritional status of WS & GS

Responses: Fitness (swimming performance, UCTL), growth, RNA/DNA

Resistance to environmental stressors

Analysis of physiological and cellular responses (HSPs, apotosis, etc.)

P. Kestemont SSO. Hung

12

More info

http://webapps.fundp.ac.be/system-ecotox

Facebook group : www.facebook.com/pages/URBE/144441178954491

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