Vers une amélioration de l’analyse des données et une optimisation des plans d’expérience pour une analyse quantitative du risque en écotoxicologie

In ecotoxicology, the effects of toxic compounds on living organisms are usually measured at the individual level, in the laboratory and according to standards. This ensures the reproducibility of bioassays and the control of environmental factors. Bioassays, in acute or chronic toxicity, generally apply to survival, reproduction and growth of organisms. The statistical analysis of standardized bioassays classically leads to the estimation of critical effect concentrations used in risk assessment. Nevertheless, several methods/models are used to determine a critical effect concentration. These methods/models are more and less adapted to the data type. The first aim of this work is to select the most adapted methods/models to improve data analysis and so the critical effect concentration estimation. Usually, data sets are built from standard bioassays and so follow recommendations about exposure duration, number and range of tested concentrations and number of individuals per concentration. We can think that these recommendations are not the most adapted for each critical effect concentration and each method/model. That’s why, the second aim of this work is to optimize the experimental design in order to improve the critical effect concentration estimations for a fixed cost or at least to reduce the waste of time and organismsEn écotoxicologie, les effets des substances toxiques sur les organismes vivants sont classiquement mesurés au niveau individuel, en laboratoire et selon des normes, ce qui assure la reproductibilité des bioessais et le contrôle des facteurs environnementaux. Ces tests standardisés, en toxicité aiguë ou chronique, portent généralement sur la survie, la reproduction et la croissance d'organismes modèles de laboratoire ; leur analyse statistique conduit à l'estimation de concentrations critiques d'effet. Ce sont ces concentrations qui sont utilisées en analyse quantitative du risque en écotoxicologie. Cependant, pour l'estimation d'un même type de concentration critique d'effet, différentes méthodes/modèles peuvent être utilisés qui sont plus ou moins adaptés en fonction du type de jeux de données. Le premier objectif de ce travail de thèse est donc de sélectionner les méthodes/modèles les plus adaptés afin d'améliorer l'analyse des données issus des tests de toxicité et donc l'estimation des concentrations critiques d'effet. Habituellement, les jeux de données sont construits à partir de tests standards en fonction de l'organisme étudié : la durée du test est généralement fixée et des recommandations sont faites, par exemple sur le nombre minimal d'organismes à exposer à un nombre minimal de concentrations. Il est donc légitime de penser que ces recommandations ne sont pas forcément les plus adaptées pour toutes les concentrations critiques d'effet et les méthodes/modèles les plus adaptés. C'est pourquoi, le deuxième objectif de cette thèse est d'optimiser les plans d'expérience afin d'aller soit vers une amélioration des estimations des concentrations critiques d'effet à coût constant soit pour un même niveau de qualité des estimations, d'éviter le gaspillage en temps et en organisme

Démarche d’appréciation du risque d'excrétion de Coxiella burnetii dans les troupeaux caprins laitiers dans le sud-est de la France

International audienceLa fièvre Q est une zoonose due à Coxiella burnetii. Le risque de transmission de cette bactérie est plus important par voie aérienne ou par contact étroit avec des ruminants infectés. Une enquête en élevages caprins laitiers a montré la fréquence élevée du portage asymptomatique de la fièvre Q dans le Sud-Est de la France. En 2006 et 2008 respectivement, 13/14 et 24/28 troupeaux étaient séropositifs. De plus, l’excrétion de la bactérie par voie vaginale a été détectée dans 7/9 de ces troupeaux : 5% à 100% des chèvres étaient excrétrices. En combinant les données d'âge et de sérologie des chèvres, une analyse en composantes principales a permis de réaliser une typologie sur les niveaux de circulation de d’infection intra-élevage. Cette typologie a présenté une bonne corrélation avec le niveau d'excrétion à l’échelle du troupeau (prenant en compte fréquence et quantité). Ces résultats sont encourageants en vue d’utiliser cette typologie pour repérer les troupeaux excréteurs, et ainsi évaluer un risque d’exposition à C. burnetii pour d’autres élevages mais aussi pour la population humaine

Épidémiologie de la lèpre en Nouvelle-Calédonie de 1983 à 2017

International audienceNew-Caledonia (NC) is a French community of the Asia-Pacific region where leprosy is still present. The epidemiological study of reported cases from 1983 to 2017 accounts for 342 cases. Since 1988 the overall annual prevalence is less than 1/10,000 inhabitants, the endemicity threshold set by the World Health Organization. Nevertheless, the study reveals an area of overendemia on the island of Bélep (location of the first leprosarium) where the 2007-2017 annual mean detection rate is 126.5/100,000 inhabitants. Over the last 10 years the predomi nance of multibacillary forms and the discovery of new cases of pediatrics leprosy show the persistence of a transmission in NC. Following this study, public health measures and in-depth studies were implemented.La Nouvelle-Calédonie (NC) est une collectivité française de la région Asie-Pacifique où la lèpre est toujours présente. La surveillance épidémiologique des cas notifiés de 1983 à 2017 comptabilise 342 cas. Depuis 1988, la prévalence globale annuelle est inférieure à 1/10 000 habitants, seuil d'endémicité fixé par l'Organisation mondiale de la Santé. Néanmoins, l'étude révèle une zone de surendémie sur l'île de Bélep (lieu d'implantation de la première léproserie) où le taux de détection moyen annuel 2007-2017 est de 126,5/100 000 habitants. Sur les 10 dernières années, la prédominance de formes multibacillaires et la découverte de nouveaux cas de lèpre pédiatriques démontrent la persistance d'une transmission en NC. Suite à cette étude, des mesures de santé publique et des études approfondies ont été mises en place

Épidémiologie de la lèpre en Nouvelle-Calédonie de 1983 à 2017

International audienceNew-Caledonia (NC) is a French community of the Asia-Pacific region where leprosy is still present. The epidemiological study of reported cases from 1983 to 2017 accounts for 342 cases. Since 1988 the overall annual prevalence is less than 1/10,000 inhabitants, the endemicity threshold set by the World Health Organization. Nevertheless, the study reveals an area of overendemia on the island of Bélep (location of the first leprosarium) where the 2007-2017 annual mean detection rate is 126.5/100,000 inhabitants. Over the last 10 years the predomi nance of multibacillary forms and the discovery of new cases of pediatrics leprosy show the persistence of a transmission in NC. Following this study, public health measures and in-depth studies were implemented.La Nouvelle-Calédonie (NC) est une collectivité française de la région Asie-Pacifique où la lèpre est toujours présente. La surveillance épidémiologique des cas notifiés de 1983 à 2017 comptabilise 342 cas. Depuis 1988, la prévalence globale annuelle est inférieure à 1/10 000 habitants, seuil d'endémicité fixé par l'Organisation mondiale de la Santé. Néanmoins, l'étude révèle une zone de surendémie sur l'île de Bélep (lieu d'implantation de la première léproserie) où le taux de détection moyen annuel 2007-2017 est de 126,5/100 000 habitants. Sur les 10 dernières années, la prédominance de formes multibacillaires et la découverte de nouveaux cas de lèpre pédiatriques démontrent la persistance d'une transmission en NC. Suite à cette étude, des mesures de santé publique et des études approfondies ont été mises en place

Dengue in New Caledonia: Knowledge and Gaps

International audienceArboviruses are viruses transmitted to humans by the bite of infected mosquito vectors. Over the last decade, arbovirus circulation has increasingly been detected in New Caledonia (NC), a French island territory located in the subtropical Pacific region. Reliable epidemiological, entomological, virological and climate data have been collected in NC over the last decade. Here, we describe these data and how they inform arboviruses' epidemiological profile. We pinpoint areas which remain to be investigated to fully understand the peculiar epidemiological profile of arbovirus circulation in NC. Further, we discuss the advantages of conducting studies on arboviruses dynamics in NC. Overall, we show that conclusions drawn from observations conducted in NC may inform epidemiological risk assessments elsewhere and may be vital to guide surveillance and response, both in New Caledonia and beyond

Viral evolution sustains a dengue outbreak of enhanced severity

International audienceCompared to the previous 2013-2014 outbreak, dengue 2016-2017 outbreak in New Caledonia was characterized by an increased number of severe forms associated with hepatic presentations. In this study, we assessed the virological factors associated with this enhanced severity. Whole-genome sequences were retrieved from dengue virus (DENV)-1 strains collected in 2013-2014 and from severe and non-severe patients in 2016-2017. Fitness, hepatic tropism and cytopathogenicity of DENV 2016-2017 strains were compared to those of 2013-2014 strains using replication kinetics in the human hepatic cell line HuH7. Whole-genome sequencing identified four amino acid substitutions specific to 2016-2017 strains and absent from 2013-2014 strains. Three of these mutations occurred in predicted T cell epitopes, among which one was also a B cell epitope. Strains retrieved from severe forms did not exhibit specific genetic features. DENV strains from 2016-2017 exhibited a trend towards reduced replicative fitness and cytopathogenicity in vitro compared to strains from 2013-2014. Overall, the 2016-2017 dengue outbreak in New Caledonia was associated with a viral genetic evolution which had limited impact on DENV hepatic tropism and cytopathogenicity. These mutations, however, may have modified DENV strains antigenicity, altering the anti-DENV immune response in some patients, in turn favoring the development of severe forms

Zika virus outbreak in New Caledonia and Guillain-Barré syndrome: a case-control study

International audienceZika virus (ZIKV) infection has been associated with neurologic disorders including Guillain-Barré syndrome (GBS). In New Caledonia during the ZIKV outbreak (2014-2015), case-control and retrospective studies have been performed to assess the link between ZIKV and GBS. Among the 15 cases included, 33% had evidence of a recent ZIKV infection compared to only 3.3% in the 30 controls involved. All patients were Melanesian, had facial diplegia and similar neurophysiological pattern consistent with acute inflammatory demyelinating polyneuropathy, and recovered well. Furthermore, during the peak of ZIKV transmission, we observed a number of GBS cases higher than the calculated upper limit, emphasizing the fact that ZIKV is now a major trigger of GBS

Development and validation of an OECD reproductive toxicity test guideline with the pond snail Lymnaea stagnalis (Mollusca, Gastropoda)

The OECD test guideline development program has been extended in 2011 to establish a partial life-cycle protocol for assessing the reproductive toxicity of chemicals to several mollusk species, including the great pond snail Lymnaea stagnalis. In this paper, we summarize the standard draft protocol for a reproduction test with this species, and present inter-comparison results obtained in a 56-day prevalidation ring-test using this protocol. Seven European laboratories performed semi-static tests with cultured snails of the strain Renilys (R) exposed to nominal concentrations of cadmium chloride (from 53 to 608 mu g Cd L-1). Cd concentrations in test solutions were analytically determined to confirm accuracy in the metal exposure concentrations in all laboratories. Physico-chemical and biological validity criteria (namely dissolved oxygen content >60% ASV, water temperature 20 ± 1 degrees C, control snail survival >80% and control snail fecundity >8 egg-masses per snail over the test period) were met in all laboratories which consistently demonstrated the reproductive toxicity of Cd in snails using the proposed draft protocol. Effect concentrations for fecundity after 56 days were reproducible between laboratories (68 < EC50-56d < 124 mu g L-1) and were consistent with literature data. EC50-56d and EC10-56d values were comprised within a factor of 1.8 and 3.6, respectively, which is in the range of acceptable variation defined for reference chemicals in OECD test guidelines for invertebrates. The inter-laboratory reproducibility coefficient of variation (CV) for the Cd LC50-56d values was 8.19%. The inter-laboratory comparison of fecundity within the controls gave a CV of 29.12%, while exposure to Cd gave a CV of 25.49% based on the EC50-56d values. The OECD has acknowledged the success of this prevalidation exercise and a validation ring-test involving 14 laboratories in Europe, North- and South-America is currently being implemented using four chemicals (Cd, prochloraz, trenbolone and tributyltin). (C) 2014 Elsevier Inc. All rights reserved