Fiche Résumé 06-AEP-03

Depuis quelques années, des alertes ont été publiées sur la présence, dans les eaux, de molécules qui reproduisent, lors de leur absorption par la faune environnante, l'action des hormones sexuelles (oestrogènes) ou en modifient l'activité. Ces molécules, qui sont dénommées "modulateurs endocriniens", peuvent de ce fait augmenter ou au contraire inhiber l'action des hormones naturelles des organismes. Elles sont donc à l'origine de perturbations du développement et de la reproduction. Sur l'homme, elles sont supposées être responsables de la formation de certains cancers hormonodépendants (sein, testicules, prostate).

Parmi les composés concernés se retrouvent les molécules hormonales naturelles ou celles utilisées dans les contraceptifs oraux et dans la prévention des troubles liés à la ménopause. D'autres micropolluants classiquement retrouvés dans les eaux ont également des effets plus ou moins importants comme par exemple les pesticides organochlorés, les triazines, les alkylphénols, les polychlorobiphényls, les phtalates, etc.

Un 1er programme de recherche (3 ans) a été consacré à la mise au point de deux méthodes (in vivo et in vitro) de détermination de l'activité oestrogénique des eaux, puis au test de ces deux méthodes sur des eaux naturelles. Les résultats ont montré que, en terme d'effets biologiques, le danger potentiel est "limité" vis-à-vis des risques sanitaires. Mais il est cependant possible que les effets oestrogéniques soient masqués par des molécules à effets anti-oestrogéniques présentes dans le même échantillon. Les divers polluants peuvent alors apporter chacun leurs effets biologiques respectifs agissant parfois en synergie ou en antagonisme.

Pour pouvoir conclure sur les risques sanitaires, le nouveau programme d'étude (3 ans) propose de développer une approche plus globale. Il mettra en œuvre une palette élargie de méthodes d'approche biologiques (mesure de l’effet oestrogénique, génotoxique, perturbateur des hormones thyroïdiennes) ; cherchera à isoler et identifier les micropolluants à l'origine des activités toxiques ; mettra en évidence les relations entre ces micropolluants et ceux à effets perturbateurs endocriniens et étudiera l'évolution du potentiel de toxicité au cours des étapes majeures de potabilisation (notamment l’ozonation)

La première année de ce nouveau programme a permis de mettre au point, d’optimiser et de valider un protocole d’extraction-concentration des polluants organiques dans l’eau, de façon à préparer au mieux les échantillons destinés aux tests biologiques. Cette première année a également permis d’optimiser le test biologique in vitro de détermination des effets perturbateurs qu’ont les micropolluants sur les récepteurs aux hormones oestrogéniques (lignée cellulaire MELN) et de développer un nouveau test : le test biologique in vitro d’évaluation des effets perturbateurs qu’ont les micropolluants sur les récepteurs aux hormones thyroïdiennes (lignée cellulaire PC-12). Le principe de ces deux tests est le même : les cellules, aptes à proliférer en présence d’hormones (17ß-oestradiol (E2) pour les cellules MELN et triiodothyronine (T3) pour les cellules PC-12) contiennent de la luciférase de luciole qui réagit de façon proportionnelle à la quantité d’hormones naturelles ou de perturbateurs endocriniens présents dans l’échantillon à analyser. Le dosage de la luminescence, réalisé à partir d'une gamme étalon obtenue selon le test soit avec le 17ß-oestradiol, soit avec la triiodothyronine (hormones naturelles), permet de quantifier un effet mimétique (oestrogénomimétique ou thyromimétique) venant se substituer avec une plus ou moins grande intensité à l’action des hormones naturelles, ou au contraire un effet inhibiteur.

Les deux tests ont ensuite été utilisés cette même année sur les eaux “entrée-sortie” des stations d’épuration (STEP) de Colombes et de Valenton. Un essai de viabilité MTT (test colorimétrique où les cellules viables transforment le sel de tetrazolium jaune en formazan rouge) a été ajouté pour interpréter les effets toxiques en présence d’éventuels inhibiteurs qui perturbent le métabolisme des cellules et ne permettent donc pas de conclure sur les effets perturbateurs endocriniens. La réponse des tests peut alors être rapportée uniquement au nombre de cellules viables. Les premières conclusions montrent un effet oestrogène toujours avéré et un effet inhibiteur “thyroïdien”.

La deuxième année de ce nouveau programme a permis d’optimiser le modèle PC-12, entre autres par l’insertion de façon permanente du gène luciférase dans le génome des cellules. Cette intégration avait lieu auparavant à chaque test ce qui impliquait un temps de main-d’oeuvre important, un coût plus élevé d’analyse et une variabilité importante des résultats. Le modèle PC-12 est désormais validé vis-à-vis de l’activation du signal de luminescence par un effet mimétique lié à la présence d’un polluant qui agit à plus ou moins grande intensité comme l’hormone naturelle, mais la validation reste à faire en ce qui concerne l’inhibition de ce signal par un antagoniste, c’est-à-dire un composé qui prendrait la place de l’hormone naturelle sur le récepteur empêchant ainsi son action normale sur l’organisme. Cet antagonisme reste à déterminer.

La seconde année a également permis de continuer les campagnes de prélèvement. Les résultats ont montré que les affluents des deux stations d’épuration de Colombes et de Valenton avaient un effet oestrogénomimétique et dans une moindre mesure thyromimétique. Cet effet est en majeur partie éliminé par le traitement des STEP puis dilué par la rivière.

L’étude se poursuit.
La suite de l’étude sera orientée vers une utilisation des tests biologiques sur des eaux ozonées, nanofiltrées et potables.