Les perturbateurs endocriniens :enjeux pour le consommateur et défis scientifiques

Les perturbateurs endocriniens potentiellement associés à des problèmes de santé publique présentent une multitude d’enjeux sociétaux, législatifs et sanitaires. Actuellement aucune définition officiellement validée ne précise la nature de ces substances et leur cadre d’évaluation peut varier en fonction de leurs usages. Les systèmes endocriniens participent à la régulation de la plupart des fonctions biologiques et ils sont des acteurs clefs du développement et du maintien de l’homéostasie de l’organisme. Des perturbations de leur fonctionnement seront donc associées à de multiples effets sur la santé y compris de façon transgénérationnelle. La complexité de la régulation des différents systèmes hormonaux, de leurs interactions et de leurs effets pour maintenir l’homéostasie de l’organisme est une source de défis scientifiques majeurs. A ceci viennent s’ajouter les notions de faibles doses, de fenêtre de susceptibilité, de relation dose/réponse peu classiques dites non monotones (courbes dose/ réponse en U par exemple) et d’effets différés dans le temps rendant les investigations toxicologiques et épidémiologiques encore plus complexes et parfois en marge des approches de toxicologie classiques. Cette complexité souligne la nécessité d’élaborer des stratégies d’études pluridisciplinaires intégrant tous les niveaux de régulation du vivant jusqu’aux approches de populations

Développement d'une approche toxicocinétique/toxicodynamique basée sur des mécanismes physiologiques pour évaluer les effets oestrogéniques du Bisphénol A

Ce travail a consisté à analyser, par des approches toxicocinétiques (TK) et mécanistiques, les effets oestrogéniques du Bisphenol A (BPA) sur un biomarqueur précoce et sensible : la sécrétion de l'hormone lutéinisante (LH) chez la brebis prépubère ovariectomisée. La plus faible concentration plasmatique en BPA induisant une inhibition de LH s'est avérée proche des concentrations maximales décrites chez l'Homme. Cette inhibition de LH pourrait impliquer une inhibition des systèmes neuronaux à kisspeptine. L'approche TK comparative d'espèces a montré que la clairance du BPA est toujours élevée, proche du débit sanguin hépatique. Pour une exposition à la dose journalière admissible, cette approche permet de prédire chez l'Homme des concentrations en BPA très inférieures à celles associées à une inhibition de LH dans notre modèle.The goal of this thesis was to analyse through toxicokinetic (TK) and mechanistic approaches the estrogeno-mimetic effects of bisphenol A (BPA) on a precocious and sensitive biomarker: LH secretion in ovariectomized female lambs. The lowest plasma BPA concentrations associated to an inhibition of LH secretion appeared to be close to the highest one reported in human. LH suppression could be mediated by an inhibition of hypothalamic kisspeptin systems. The multispecies TK approach showed that BPA clearance is always high and equivalent to the liver blood flow. For an exposure scheme corresponding to the tolerable daily intake, this approach allows to predict human BPA concentration much lower than the one associated to LH inhibition in our highly sensitive lamb model.TOULOUSE-ENSAT-Documentation (315552324) / SudocSudocFranceF

Toward a better understanding of the effects of endocrine disrupting compounds on health : Human-relevant case studies from sheep models

The 3 case studies reviewed in this article were supported by funders including: SRF Academic Scholarship Award 2013, the Wellcome Trust (080388), the European Community’s Seventh Framework Programme under grant agreement no 212885 and French Region Midi-Pyrénées [31000642] the French National Research Program for Environmental and Occupational Health of Anses [grant number 2015/1/112, 2015] and the French National Research Agency [ANR-13-CESA0007-1].Peer reviewedPostprin

Maternal and Fetal Exposure to Bisphenol A Is Associated with Alterations of Thyroid Function in Pregnant Ewes and Their Newborn Lambs

The putative thyroid-disrupting properties of bisphenol A (BPA) highlight the need for an evaluation of fetal exposure and its consequence on the mother/newborn thyroid functions in models relevant to human. The goals of this study were to characterize in sheep a relevant model for human pregnancy and thyroid physiology, the internal exposures of the fetuses and their mothers to BPA and its main metabolite BPA-glucuronide (Gluc), and to determine to what extent it might be associated with thyroid disruption. Ewes were treated with BPA [5 mg/(kg . d) sc] or vehicle from d 28 until the end of pregnancy. Unconjugated BPA did not appear to accumulate in pregnant ewes, and its concentration was similar in the newborns and their mothers (0.13 +/- 0.02 and 0.18 +/- 0.03 nmol/ml in cord and maternal blood, respectively). In amniotic fluid and cord blood, BPA-Gluc concentrations were about 1300-fold higher than those of BPA. Total T-4 concentrations were decreased in BPA-treated pregnant ewes and in the cord and the jugular blood of their newborns (30% decrease). A similar difference was observed for free T-4 plasma concentrations in the jugular blood of the newborns. Our results show in a long-gestation species with a similar regulatory scheme of thyroid function as humans that BPA in utero exposure can be associated with hypothyroidism in the newborns. If such an effect were to be confirmed for a more relevant exposure scheme to BPA, this would constitute a major issue for BPA risk assessment

Prion protein in the cerebrospinal fluid of healthy and naturally scrapie-affected sheep

The aim of this study was to characterize the cerebrospinal fluid (CSF) prion protein (PrP) of healthy and naturally scrapie-affected sheep. The soluble form of CSF PrPC immunoblotted with an anti-octarepeat and an anti-C terminus mAb showed two isoforms of approximately 33 and 26 kDa, corresponding to the biglycosylated and unglycosylated isoforms of brain PrPC. Neither the mean concentration nor the electrophoretic profile of CSF PrP differed between healthy and scrapieaffected sheep, whereas a slightly increased resistance of CSF PrP to mild proteolysis by proteinase K was evident in the CSF of scrapie-affected sheep. No difference in susceptibility to proteolysis was observed between the two ARR and VRQ genetic variants of the purified prokaryote recombinant PrP. It was concluded that the physicochemical properties of PrPC in the CSF could be altered during scrapie and that these changes might reflect the physiopathological process of prion disease

Miniaturized Electrochemical Sensors to Monitor Fetal Hypoxia and Acidosis in a Pregnant Sheep Model

Perinatal asphyxia is a major cause of severe brain damage and death. For its prenatal identification, Doppler ultrasound has been used as a surrogate marker of fetal hypoxia. However, Doppler evaluation cannot be performed continuously. We have evaluated the performance of a miniaturized multiparametric sensor aiming to evaluate tissular oxygen and pH changes continuously in an umbilical cord occlusion (UCO) sheep model. The electrochemical sensors were inserted in fetal hindlimb skeletal muscle and electrochemical signals were recorded. Fetal hemodynamic changes and metabolic status were also monitored during the experiment. Additionally, histological assessment of the tissue surrounding the sensors was performed. Both electrochemical sensors detected the pO2 and pH changes induced by the UCO and these changes were correlated with hemodynamic parameters as well as with pH and oxygen content in the blood. Finally, histological assessment revealed no signs of alteration on the same day of insertion. This study provides the first evidence showing the application of miniaturized multiparametric electrochemical sensors detecting changes in oxygen and pH in skeletal muscular tissue in a fetal sheep model.This research was funded by CELLEX FOUNDATION. This work was financially supported by The Cellex Foundation and the Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca (Grant 2017 SGR 1531). Additionally, E.E. has received support from the Departament de Salut (Grant SLT008/18/00156). The Nanobioengineering group at the Institute of Bioengineering of Catalonia (IBEC) has received support from the Commission for Universities and Research of the Department of Innovation, Universities, and Enterprise of the Generalitat de Catalunya (No. 2017 SGR 1079) and is part of the CERCA Programme / Generalitat de Catalunya and is supported by the Severo Ochoa programme of the Spanish Ministry of Science and Competitiveness (Grant SEV-2014-0425 (2015–2019)). CIBER-BBN is an initiative funded by the VI National R&D&i Plan 2008–2011, Iniciativa Ingenio 2010, Consolider Program, CIBER Actions and financed by the Instituto de Salud Carlos III with assistance from the European Regional Development Fund. L.R. would also like to acknowledge her support within the BEST Postdoctoral Programme, funded by the European Commission under Horizon 2020’s Marie Skłodowska-Curie Actions COFUND scheme (Grant Agreement No. 712754)

Hypercortisolémie majeure chez la brebis atteinte de tremblante (application à la recherche de marqueurs de la tremblante)

TOULOUSE3-BU Santé-Centrale (315552105) / SudocTOULOUSE-EN Vétérinaire (315552301) / SudocSudocFranceF

Caractérisation de l'exposition foetale et maternelle au bisphénol A et au bisphénol A-glucuronide dans un modèle ovin fondé sur les considérations physiologiques

Le Bisphénol A (BPA), est un contaminant alimentaire issu de la plasturgie aux propriétés oestrogénomimétiques. Notre hypothèse est que les particularités métaboliques de l unité materno-foeto-placentaire pourraient entraîner une surexposition du fœtus au BPA. Pour répondre à la question du risque lié à une exposition chronique à de faibles doses de BPA chez l Homme, nous avons développé une approche intégrative sur un modèle ovin permettant d évaluer, l exposition interne, les paramètres toxicocinétiques du BPA et de son principale métabolite, le BPA-glucuronide (BPA-G) et de caractériser le transfert transplacentaire du BPA. La gestation n a pas modifié l exposition interne maternelle au BPA et au BPA-G. Le transfert materno-fœtal a été évalué à 4% de la dose administrée à la mère. L unité fœto-placentaire est capable de métaboliser le BPA en ses métabolites, qui s accumulent dans le compartiment fœtal.TOULOUSE-EN Vétérinaire (315552301) / SudocSudocFranceF

Absence d'efficacité de la quinacrine dans le traitement des maladies a prion (possible explication a caractère pharmacologique)

Notre étude s'inscrit dans la recherche de stratégies thérapeutiques des maladies à prions. L'objectif était d'explorer une possible explication pharmacocinétique au découplage entre l'action anti-prion de la quinacrine démontrée in vitro et son absence d'efficacité clinique dans les maladies à prion. Des explorations à caractère pharmacocinétique ont été menées in vitro sur des cellules de neuroblastomes et in vivo sur un modèle ovin. L'absence d'efficacité thérapeutique de la quinacrine dans les maladies à prion a une origine pharmacocinétique si la biophase est extracellulaire. En revanche, si la biophase est intracellulaire, l'inefficacité clinique de la quinacrine pourrait avoir une origine pharmacodynamique. Pour éviter des essais in vivo pour lesquels l'échec thérapeutique est prévisible, il est recommandé de mesurer les concentrations anti-prion efficaces dans les biophases potentielles in vitro et de déterminer si ces concentrations peuvent être atteintes in vivo avec un schéma posologique non toxique.TOULOUSE3-BU Santé-Centrale (315552105) / SudocTOULOUSE-EN Vétérinaire (315552301) / SudocSudocFranceF