Figure 4. Structure du thiabendazole Étude des perturbations cellulaires causées par des contaminants présents dans les eaux potables du Québec Myriam FAUTEUX1, Pedro A. SEGURA2, Barry HUSK3, Luc GAUDREAU1. 1Département de biologie, Faculté des Sciences, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Qc, Canada 2Département de chimie, Faculté des Sciences, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Qc, Canada 3BleuLeaf Inc., Drummondville, Qc, Canada Un des côté ne dois pas dépasser 1025mm Mettre stats Juste hypothèse Résultat qui fonctionne sinon dire le résultat et dire résultat non présenté RÉSUMÉ La présence des micropolluants tels que les pharmaceutiques et les pesticides dans l’environnement préoccupe la communauté scientifique à cause de leurs activités biologiques. En effet, certains de ces micropolluants s’accumulent dans l’environnement et peuvent se retrouver dans les sources d’eau potable des diverses municipalités. Plusieurs de ces micropolluants sont des ligands du récepteur aryl hydrocarbone (AhR) qui régule une voie cellulaire importante pour la détoxification cellulaire. Ce récepteur régule plusieurs gènes de la famille 1A des cytochromes P450 tel que CYP1A1 et CYP1B1, qui codent pour des enzymes mono-oxygénases. Durant la dernière année, des échantillons d’eau potable ont été récoltés dans 19 municipalités du Québec. Un des micropolluants détectés dans les échantillons d’eau potable au mois de juin, le thiabendazole, a été testé pour vérifier son potentiel d’activation du récepteur AhR dans les cellules cancéreuses MCF-7, T47D et VCaP. Le thiabendazole active AhR plus fortement dans les MCF-7 et les T47D, mais moins fortement dans les VCaP. Ensuite, les micropolluants présents dans les échantillons d’eau ont été extraits et concentrés afin de déterminer leur effet sur la signalisation de AhR. Malgré la faible concentration de chacun des micropolluants présents dans les échantillons d’eau potable recueillis, les résultats laissent croire que AhR est activé par ceux-ci suite à un traitement dans les MCF-7, T47D et VCaP. Ainsi, on voit apparaître un effet cocktail potentiel puisque les effets de tous les micropolluants présents dans les échantillons semblent avoir un effet, malgré leur faible dose. INTRODUCTION (SUITE) L’hypothèse du projet est que les pesticides présents dans l’eau potable peuvent, à long terme, perturber différentes voies cellulaires. RÉSULTATS (SUITE) Le thiabendazole, illustré dans la figure 4, est un fongicide. Il entoure les graines de maïs afin qu’elles se conservent. Il est donc appliqué dans les champs lors de la mise en terre des graines soit en début mai. Figure 4. Structure du thiabendazole MÉTHODOLOGIE Figure 6. Schéma de la méthode de traitement et d’analyse des résultats de la mesure de l’activation de AhR. Les contaminants retrouvés dans l’eau potable ainsi qu’un ingrédient actif utilisé dans les formulations de pesticides ont chacun été testés sur différents types cellulaires. Les MCF-7 et les T47D sont des cellules cancéreuses de la glande mammaire alors que les VCaP sont des cellules cancéreuses de la prostate. L’activation de AhR a été mesurée par le niveau d’expression des gènes CYP1A1 et CYP1B1. Figure 5. Carte de l’Estrie et la Montérégie indiquant les endroits d’échantillonnage d’eau. Une fois par mois, entre avril et novembre 2014, des échantillons d’eau potable ont été prélevés dans ces 19 municipalités. Les contaminants de ces échantillons ont par la suite été concentrés par une extraction liquide/liquide avant d’être analysés par UPLC-MS/MS. Figure 8. La répression de l’expression du gène CYP1A1 en présence d’estradiol dans les MCF-7 lors du traitement au thiabendazole. RT-qPCR. Il est connu qu’il y a un cross-talk entre AhR et le récepteur aux estrogènes (ER). Ainsi, lorsque ERa et AhR sont activés, l’expression du gène CYP1A1 est réprimée alors que celle de CYP1B1 est inchangée. INTRODUCTION Figure 1. La vente de pesticides entre 2000 et 2012 pour les cinq continents. Pour tous les continents, la vente de pesticides augmente au fur et à mesure que les années passent. Source : http://www.sciencemag.org/site/special/pesticides/infographic.xhtml Mise en culture Traitement avec les contaminants Extraction de l’ARN Mesure des niveaux d’expression des gènes CYP Figure 9. L’expression du gène CYP1A1 suite à un traitement des MCF-7 avec les contaminants retrouvés dans l’eau potable de certaines municipalités. RT-qPCR. A: Duplicat 1; B: Duplicat 2; 1X: Concentration de 1X; 2X: Concentration de 2X. Les micropolluants de l’eau potable semble permettre une faible activation de AhR. La plus grande expression de CYP1A1 a été obtenue avec les contaminants retrouvés dans le duplicata A de Drummondville et l’expression est de 3,42. RÉSULTATS Des résultats similaires à ceux des figures 7 et 9 ont aussi été obtenus dans les T47D et dans le VCaP. Par contre, le thiabendazole semble activer moins fortement AhR dans les VCaP. CONCLUSION ET PERSPECTIVES En conclusion, les micropolluants contenus dans l’eau potable de certaines municipalités du Québec ainsi que le thiabendazole semblent activer AhR puisque l’expression de CYP1A1 et CYP1B1 est modifiée par ces polluants. Prochainement, les métabolites de l’estradiol; soit le 2-hydroxyestradiol et le 4-hydroxyestradiol, seront dosés afin de connaître le ratio entre ces deux métabolites. Si le ratio favorise le 4-hydroxyestradiol, cela signifiera qu’il y aura davantage de mutations dans l’ADN, ce qui favorisera le développement d’un cancer. De plus, un RNA-seq sera effectué afin de déterminer quelles voies cellulaires sont altérées par les polluants environnementaux. Figure 2 (gauche). Représentation de la voie de signalisation de AhR. Une des voies de signalisation qui est connue pour être activée par la présence de pesticides est la voie de signalisation du récepteur à l’aryl hydrocarbone (AhR). Lorsqu’il est activé, AhR joue un rôle de facteurs de transcription et il permet entre autres l’expression des gènes CYP tel que CYP1A1 et CYP1B1. Ce sont deux enzymes mono-oxygénases qui participent à la métabolisation de molécules exogènes, mais aussi endogènes comme l’estrogène. Figure 3 (droite). Modèle proposé pour expliquer l’implication des pesticides dans le développement des cancers du sein. Le 2-hydroxyestradiol (2-OHE2) n’a aucun effet sur les cellules alors que le 4-hydroxyestradiol (4-OHE2) forme des adduits à l’ADN, ce qui mène à des mutations. Ainsi, si le ratio favorise le 4-OHE2 à la place du 2-OHE2, il y a plus de mutations à l’ADN, et donc plus de chance que les cellules deviennent cancéreuses. Figure 7. L’expression des gènes CYP1A1 et CYP1B1 suite à un traitement des MCF-7 avec le thiabendazole. RT-qPCR. Le thiabendazole permet l’activation du récepteur AhR à des concentrations variant entre 1μM et 500μM. Remerciements Ces recherches sont financés par la Société de recherche sur le cancer.