Quels sont les impacts des microplastiques sur le système immunitaire des larves de poisson-zèbre (Danio rerio) ?

Les microplastiques (MPs) sont des polluants qui font actuellement l’objet de nombreux débats à propos de leur présence et de leur toxicité potentielle dans l’environnement. Ils sont largement retrouvés dans tous les types d’écosystèmes et un grand nombre d’études sur le sujet a mis en évidence que les MPs étaient capables d’être ingérés et/ou filtrés par les organismes. Dans ce mémoire, nous nous sommes focalisés sur les effets des MPs sur le système immunitaire des larves de poisson-zèbre (Danio rerio) avant et après l’exposition à un challenge bactérien. Pour cela, les larves ont été exposées à deux concentrations (100 et 1000µg/L) de microbilles de polystyrène (PS) de 5 µm avant (0-4jpf) et après l’ouverture de la bouche (4-8jpf et 0-8jpf). Puis, un challenge bactérien (Aeromonas Salmonicida achromogenes) a été réalisé à 8jpf sur la moitié des larves, sachant que, dans l’environnement, des additifs et des bactéries peuvent adhérer à la surface de ces MPs. Ce challenge est réalisé dans le but de stimuler le système immunitaire des larves de poisson-zèbre. Les résultats ont indiqué que, d’abord, la survie des larves de poisson-zèbre était plus grande lors d’une exposition aux MPs de 0-4jpf associée ou non à une bactérie pathogène. Ensuite, il semblerait que l’exposition aux MPs après l’ouverture de la bouche cause une augmentation de l’expression des gènes liés à l’apoptose (bcl2), à l’immunité (il1ß, nfkb) et de l’activité d’enzymes liés à la détoxification (GST) et au métabolisme (LDH). Lorsqu’un challenge bactérien est ajouté afin de stimuler le système immunitaire montrant ainsi l’augmentation de l’expression d’un gène immunitaire (mpo) chez les larves exposées à 1000µg/L de 4-8jpf et d’un gène de détoxification (cat) chez les larves exposées à 1000µg/L de 0-8jpf. Cependant, un gène impliqué dans la mise en place du microbiote (fiaf) voit son expression diminuer lors d’une exposition à 100µg/L. Tous ces résultats ont permis de mettre en évidence que les MPs associés ou non à une bactérie induisaient un stress oxydatif plus ou moins important capable d’endommager les tissus des poissons. Ces dommages causés soit par le stress soit par les lésions liées à l’ingestion des MPs causent une inflammation et/ou une infection activant ainsi les différents mécanismes de détoxification et l’immunité innée des larves. Enfin, le fold change normalisé de l’expression des gènes a été calculé afin de déterminer l’impact de la présence d’une bactérie pathogène sur les différents systèmes. Ces derniers ont montré effectivement que la bactérie stimulait le système immunitaire et le métabolisme des larves de poisson-zèbre en augmentant l’expression de certains gènes (nfkb, il1ß et hk1) chez les larves ayant été exposé aux MPs de 0-4jpf. Cela permettrait de mettre en évidence la présence de MPs à la surface des larves causant ainsi des lésions cutanées et permettant l’entrée des bactéries dans l’organisme. Microplastics (MPs) are pollutants that are currently the subject of much debate about their presence and potential toxicity in the environment. They are widely found in all types of ecosystems and a large number of studies on the subject has shown that MPs are capable of being ingested and/or filtered by organisms. In this thesis, we focused on the effects of MPs on the immune system of larval zebrafish (Danio rerio) before and after exposure to a bacterial challenge. To do this, the larvae were exposed to two concentrations (100 and 1000µg/L) of 5µm polystyrene (PS) microbeads before (0-4dpf) and after mouth opening (4-8dpf and 0-8dpf). Then, a bacterial challenge (Aeromonas Salmonicida achromogenes) was carried out at 8 dpf on half of the larvae, knowing that, in the environment, additives and bacteria can adhere to the surface of these MPs. This challenge is performed in order to stimulate the immune system of the zebrafish larvae. The results indicated that, firstly, the survival of zebrafish larvae was greater when exposed to 0-4 dpf MPs with or without pathogenic bacteria. Secondly, it appears that exposure to PMs after mouth opening causes an increase in the expression of genes related to apoptosis (bcl2), immunity (il1ß, nfkb) and the activity of enzymes related to detoxification (GST) and metabolism (LDH). When a bacterial challenge is added to stimulate the immune system showing increased expression of an immune gene (mpo) in larvae exposed to 1000µg/L of 4-8dpf and a detoxification gene (cat) in larvae exposed to 1000µg/L of 0-8dpf. However, a gene involved in the establishment of the microbiota (fiaf) saw its expression decrease when exposed to 100µg/L. All these results showed that MPs, whether or not associated with bacteria, induced oxidative stress of varying degrees capable of damaging fish tissue. This damage caused either by stress or by lesions linked to the ingestion of the MPs causes inflammation and/or infection, thus activating the various detoxification mechanisms and the innate immunity of the larvae. Finally, the normalized fold change of gene expression was calculated to determine the impact of the presence of pathogenic bacteria on the different systems. The latter did indeed show that the bacterium stimulated the immune system and metabolism of zebrafish larvae by increasing the expression of certain genes (nfkb, il1ß and hk1) in larvae that had been exposed to 0-4 dpf MPs. This would reveal the presence of MPs on the surface of the larvae causing skin lesions and allowing the entry of bacteria into the body.