Etude du transfert trophique de nanomatériaux et des conséquences sur les organismes

Abstract

Le projet TRONANO visait à acquérir des données sur l’écotoxicité de différentes nanoparticules (NP) et résidus de dégradation de nanomatériaux en étudiant leur impact sur des biofilms et des macroinvertébrés d’eau douce via une exposition par l’eau ou la nourriture respectivement. Trois catégories de nanomatériaux commercialisés, avant ou après dégradation ont été étudiés : des produits de dégradation de NPs manufacturées à base de TiO2 (Tlite®) et de CeO2 (nanobyk®), du TiO2 nu (rutile) et des NPs d’or fonctionnalisées. Le projet visait à répondre à plusieurs questions relatives au danger de bioaccumulation et d’effet toxique. Nous avons mis en oeuvre des expositions en laboratoire de biofilms diatomiques et de macroinvertébrés, crustacé (G. fossarum), insecte (C.riparius), gastéropode prosobranche (P. antipodarum) à différentes NPs altérées ou non, via un apport de nourriture naturelle (biofilms, feuilles) ou de nourriture commerciale. Des méthodologies de mesure d’exposition (dosage et détection des NPs dans le biote) d’une part et des mesures d’effet (analyses métabolomiques, caractérisation de gènes chez G. fossarum et dans le biofilm diatomique) d’autre part ont été développées. Suite à ces expositions, relativement longues (jusqu’à 6 semaines pour le gastéropode) comparativement à ce qui est couramment réalisé en laboratoire, nous avons cherché à détecter les réponses des organismes en mettant en oeuvre des mesures à différentes échelles d’organisation biologique, moléculaire, cellulaire ou au niveau individu (trait de vie). En fonction des nanomatériaux étudiés nos résultats mettent en évidence un possible transfert de la contamination depuis la nourriture vers les organismes. Cette contamination s’est accompagnée d’effets biologiques, avec des réponses moléculaires et biochimiques détectables sur les biofilms et les invertébrés. En particulier les NPs d’or chargées positivement conduisent à des réponses moléculaires et histologiques significatives pour les biofilms et les gammares. En conséquence l’évaluation de l’impact potentiel de ces AuNPs sur la croissance ou la reproduction des organismes, suite à des expositions sur de plus longues périodes apparait nécessaire pour une évaluation du risque pertinente. De la même manière, l’exposition trophique aux NP de CeO2, de TiO2 rutile et de RDN de Tlite® conduit à des perturbations de certaines activités enzymatiques du métabolisme digestif et de défense au stress oxydant. Ces perturbations/ acclimatations dépendent des invertébrés et des activités mesurées. Néanmoins malgré des expositions que l’on peut qualifier de chroniques (21 jours pour G. fossarum, 42 jours pour P. antipodarum et 7 jours pour C. riparius), aucun des traits de vie (survie, croissance, reproduction, alimentation) couramment mesurés chez ces espèces pour étudier la toxicité de substances n’a été affecté. Ces résultats conduisent à conclure à un faible danger environnemental de ce type de nanomatériaux