Altération de la fonction mitochondriale : impact épigénétique des expositions chroniques au rayonnement ionisant lors du développement embryonnaire

Laboratoire d'accueil : Laboratoire d'écotoxicologie des radionucléides (LECO)

Date de début de thèse : ​2023

Nom du doctorant : Sarah ELIE

De nombreux écosystèmes terrestres et aquatiques sont vulnérables aux rayonnements ionisants (RI) lors de catastrophes nucléaires et subissent des expositions chroniques. Des études ont démontré que les mitochondries, des organelles impliquées dans le métabolisme énergétique des cellules, sont sensibles à l'augmentation du stress oxydatif intracellulaire, et pourraient être ainsi une cible privilégiée des RI. Les mitochondries sont aussi impliquées dans plusieurs maladies ayant des impacts neurodéveloppementaux.
Ce projet de thèse porte sur l'étude des impacts des expositions chroniques à faible dose de RI sur les mitochondries du poisson zèbre, lors de son développement embryonnaire (5 jours), et sur l'héritabilité des impacts de parents irradiés aux embryons. Les faibles doses sont définies par des doses de 0,5 mGy / h à 5mGy / h (niveau de référence pour les poissons, ICRP).
Le poisson zèbre est une espèce modèle très utilisée en écotoxicologie, en génétique, et en biomédicale, pour étudier les impacts des pollutions sur les êtres vivants et les écosystèmes aquatiques. Cette espèce possède de nombreux avantages à son utilisation, comme la transparence de ses embryons, et la connaissance de son génome. Le développement embryonnaire est une étape clé dans la vie des animaux vertébrés, et est aussi une phase très sensible aux expositions aux RI.
Dans une première étude en 2024, les œufs fertilisés seront exposés dans l'irradiateur MICADO aux RI de manière continue jusqu'à cinq jours de développement à des débits de doses de 0,5mGy / h, 1 mGy / h, 2 mGy / h et 5 mGy / h. Des effets sur la motilité en lien avec des perturbations neuromusculaires ont été précédemment retrouvés pour ces doses. Des tests sur la fonction et la morphologie du réseau mitochondrial seront évalués et mis en relation avec des paramètres physiologiques comme l'augmentation du stress oxydant, le nombre de mutations, et le comportement des larves. Dans une deuxième phase (2025), les impacts héritables possiblement médiés par les mitochondries (organelles transmises de manière maternelle) seront évalués sur une génération en irradiant des adultes à faible dose pendant 35 jours (gamétogenèse), puis en réalisant des reproductions pour obtenir la génération F1. Les effets sur les gonades femelles et les embryons F1 (5 jours après fécondation) seront évalués au niveau épigénétique (structure de la chromatine par ATAC-Seq) et mis en relation avec les modifications de la transcription (mRNAseq) et des impacts fonctionnels (comportement, analyse in situ par immunofluorescence, fonction mitochondriale).