Des contaminants rendraient les gènes fous!

  • À partir d'un petit morceau de gras prélevé sur un béluga, les chercheurs peuvent étudier sa contamination. // With a sample of skin and fat, the research team will study the beluga contamination. © GREMM
    17 / 10 / 2019 Par Camille Proust

    De plus en plus d’études indiquent que de nombreux contaminants dits perturbateurs endocriniens s’accumulent dans les tissus des baleines, ce qui représente une menace pour leur santé. Des perturbateurs endocriniens sont des substances qui peuvent gêner le fonctionnement normal de la régulation des hormones chez un individu et donc potentiellement perturber les fonctions biologiques qui y sont associées. Mais comment exactement les contaminants interfèrent-ils dans les fonctions biologiques des baleines? Une récente étude du laboratoire de Jonathan Verreault de l’Université du Québec à Montréal parue dans Marine Pollution Bulletin, donne quelques éléments de réponse très prometteurs à cette question que se pose la communauté scientifique depuis longtemps.

    Selon cette étude, qui s’est intéressée aux bélugas et aux petits rorquals du Saint-Laurent, la transcription de certains gènes impliqués dans la régulation d’hormones principalement chez ces animaux était corrélée avec les concentrations de plusieurs contaminants accumulés dans leurs tissus.

    Tout d’abord, qu’est-ce que la transcription des gènes?

    Les baleines, comme nous et de nombreux autres êtres vivants, sont composées de milliards de cellules. Ces cellules possèdent en chacune d’elle un noyau contenant notre ADN. Cet ADN est composé de milliers de gènes qui peuvent être considérés chacun comme la recette de cuisine pour la synthèse d’une protéine. En effet, dans le noyau de la cellule, le gène va d’abord être transcrit en un petit segment d’ARN (une molécule proche de l’ADN, mais qui peut se glisser facilement en dehors du noyau de la cellule), puis ce segment d’ARN va être traduit en une protéine. Enzymes, hormones ou matériel structurant, les protéines peuvent avoir des rôles bien différents et elles contribuent à plusieurs fonctions biologiques !

    Si la transcription d’un gène est perturbée, alors la synthèse de la protéine qu’il code pourra également être affectée. S’il s’agit d’une protéine très importante pour une fonction biologique, alors c’est la fonction biologique entière qui pourra être affectée.

    Schéma de l’explication plausible de l’effet de certains contaminants sur des fonctions biologiques © GREMM

     

    Dans l’étude, les chercheurs se sont penchés sur des gènes codant des protéines impliquées dans la régulation de certaines hormones (thyroïde, cortisol (hormone du stress) et œstrogènes) impliquées dans la reproduction, la réponse au stress ou le métabolisme énergétique. Ils ont voulu regarder s’il existait des liens entre les concentrations de contaminants et la quantité d’ARN issu de la transcription des gènes étudiés.

    Qu’est-ce qu’un contaminant et lesquels ont été choisis dans cette étude?

    Un contaminant est une molécule chimique étrangère à un organisme (non produite par celui-ci), qui, en une certaine quantité, peut provoquer un dérèglement de l’organisme exposé. L’étude s’intéresse à plusieurs contaminants organiques persistants (POP) et des retardateurs de flamme halogénés (RFH) émergents. Ces derniers sont utilisés dans plusieurs secteurs industriels (textile, matériaux de construction, électronique, produits rembourrés) en remplacement de POP qui ont été interdits de production et d’utilisations à travers le monde.

    Plusieurs de ces contaminants ont été choisis, car ils ont été retrouvés en grandes quantités dans le gras des carcasses de bélugas et de petits rorquals trouvées sur les rives du Saint-Laurent, mais également à cause de leurs propriétés de perturbation endocrinienne. Grâce au suivi des carcasses de béluga du Saint-Laurent par la Faculté de médecine vétérinaire de l’Université de Montréal, il a été observé que depuis les 10 dernières années, de plus en plus de femelles retrouvées échouées le long du Saint-Laurent étaient mortes à cause de problèmes reliés à des mises bas difficiles. Ces perturbateurs endocriniens sont donc suspectés d’être un des facteurs ayant pu contribuer à la mortalité de ces animaux.

    L’équipe de recherche a récolté par biopsie des échantillons de peau et de graisse pour 45 bélugas mâles et 11 petits rorquals femelles. Les contaminants ont été quantifiés dans le gras de ces échantillons et la quantité d’ARN issu de la transcription des gènes étudiés a été mesurée dans la peau.

    Leurs résultats indiquaient plusieurs corrélations (parfois positives, parfois négatives) entre les concentrations de plusieurs contaminants et la quantité d’ARN pour certains gènes.

    Exemple de corrélation positive : Les concentrations du contaminant hexabromobenzène (HBB) étaient positivement corrélées aux quantités d’ARN associées au gène Esrα (récepteur alpha des œstrogènes). Ainsi, plus la concentration de ce contaminant était élevée, et plus la quantité d’ARN produite était élevée.

    Exemple de corrélation négative : À l’inverse, pour les petits rorquals, les concentrations du contaminant HBB étaient négativement corrélées aux quantités d’ARN associées au gène Nr3c1. Ainsi, plus la concentration de ce contaminant était élevée, et plus la quantité d’ARN produite était faible.

    Les résultats suggèrent donc que plusieurs des contaminants étudiés pourraient avoir un impact sur des fonctions biologiques importantes, comme le métabolisme énergétique, la réponse au stress, et la reproduction, en augmentant ou en diminuant la transcription de gènes codant des protéines impliquées dans ces fonctions. Cependant, les auteurs restent prudents sur les conclusions, car d’autres facteurs comme l’âge ou la diète auraient pu influencer les corrélations observées entre les contaminants et la transcription des gènes. Il faudra donc d’autres études pour corroborer leur hypothèse. Néanmoins, cette étude constitue un point de départ très prometteur pour mieux comprendre les mécanismes d’actions des contaminants sur les fonctions biologiques des baleines, notamment des petits rorquals et de la population en voie de disparition des bélugas du Saint-Laurent.

    Cette étude pourrait faire partie des nombreuses données permettant aux décideurs publics d’intervenir pour diminuer les impacts d’origine anthropique sur les bélugas, les petits rorquals et les cétacés en général.


    Camille Proust a rejoint l’équipe du GREMM en 2019 en tant que responsable des projets éducatifs. Après plusieurs années d’études et d’expériences professionnelles dans le domaine de l’éducation en biologie, elle participe maintenant à une mission qui la touche particulièrement : faire découvrir l’univers passionnant mais fragile des baleines du Saint-Laurent.