Novel transgenic medaka models to detect disruption of sex hormone signalling and gonadal development

par Petra Spirhanzlova

Thèse de doctorat en Physiologie et Biologie des Organismes

Sous la direction de Barbara Demeneix et de Andrew Tindall.

Soutenue le 04-10-2016

à Paris, Muséum national d'histoire naturelle , dans le cadre de École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme. Évolution et écologie (Paris) , en partenariat avec WatchFrog (laboratoire) .

Le jury était composé de Hervé Tostivint, Sélim Aït-Aïssa.

Les rapporteurs étaient Veerle Darras, Vincent Laudet.

  • Titre traduit

    Modèles de medaka transgéniques nouveaux pour détecter la perturbation dans la signalisation des hormones sexuelles et le développement gonadique


  • Résumé

    La pression toxique induite par les perturbateurs endocriniens sur l’environnement ainsi que sur la santé de l’homme a augmenté de manière significative durant les dernières décennies. Il est devenu urgent de mettre en place des outils pour détecter et surveiller les perturbateurs endocriniens et pour déterminer la possibilité de cause de perturbations endocriniennes pour les produits chimiques nouvellement introduits. Le développement de nouveaux tests biologiques in vivo en utilisant les larves d'organismes aquatiques tels que medaka (Oryzias latipes) ou Xenopus laevis semble être une stratégie adéquate pour identifier les perturbateurs endocriniens. Durant cette thèse, trois nouveaux modèles transgéniques à base de l’embryon de medaka ont été développés. Le modèle transgénique de medaka ChgH -gfp permet la détection rapide des œstrogènes et des inhibiteurs de l'aromatase en seulement 24 heures avec une sensibilité de 15 ng / L d’éthinylestradiol. Le modèle transgénique de medaka 42sp50-gfp_CgH-gfp montre une fluorescence dans le foie en réponse aux œstrogènes, en plus de la fluorescence émise dans les œufs en développement. C’est donc un système approprié pour étudier le lien entre la signalisation de l'axe ostrogénique et des aberrations de la détermination du sexe chez les poissons. Un embryon transgénique de medaka spiggin - GFP a aussi été développé pour détecter les androgènes et anti-androgènes dans un test de 96 heures avec une sensibilité de 1,5 ug / L de 17α–méthyl testostérone et 276 ug / L de flutamide. Les nouveaux modèles de medaka transgéniques rapporteurs développés dans cette thèse permettent une détection rapide, simple et fiable des perturbateurs d'axe ostrogénique, androgénique et de l’aberration de détermination du sexe chez le medaka. Ils ont été appliqués pour détecter les perturbateurs endocriniens dans les eaux de surface de l'environnement et pour évaluer le rôle potentiel des produits chimiques dans les perturbations endocriniennes. Cela a permis de démontrer l’applicabilité de ces embryons fluorescents comme outils biologiques dans la procédure de détection et la caractérisation des perturbateurs endocriniens.


  • Résumé

    The toxic pressure of endocrine disruptors on biodiversity and human health has increased significantly over recent decades. As a consequence tools are needed to detect and monitor endocrine disruptors in surface water and to determine the endocrine disrupting potential of newly introduced chemicals. Fish and amphibian larvae, notably the medaka (Oryzias latipes) and Xenopus laevis, offer multiple advantages in this context. In the research carried out in the context of this thesis, different novel medaka-based transgenic models were developed. First, transgenic ChgH-gfp medaka model was designed and optimized for the rapid detection of estrogens and aromatase inhibitors. The model shows significant response within 24 hours with a sensitivity of 15 ng/L ethinylestradiol. Second, a double transgenic 42sp50-gfp_ChgH-gfp medaka which exhibits fluorescence both in the liver in response to estrogens and in developing oocytes as a function of phenotypic sex. It is therefore a suitable model for studying the link between estrogen axis signalling and aberrations of sex determination in fish. Third, a novel spiggin-gfp medaka model was developed to detect androgens and anti-androgens. This model can be exploited in a 96-hour assay with a sensitivity of 1.5 μg/L 17α- methyltestosterone and 276 μg/L flutamide. The novel transgenic medaka models developed in this thesis allow rapid, simple and reliable detection of estrogen and androgen axis disruption and aberrations in medaka sex determination. They have been successfully applied to detect endocrine disruptors in environmental surface water and to assess chemicals with unknown endocrine disrupting potential. Taken together these results demonstrate the applicability of medaka reporter larvae as biological tools in the procedure of detection and characterization of endocrine disruptors.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 04-10-2018


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