Jonathan Verreault

RECHERCHES

Les espèces fauniques sont continuellement exposées à une multitude de contaminants incluant de nouvelles substances chimiques (contaminants émergents) utilisées dans les produits de consommation courante. Parmi les contaminants émergents, on retrouve un nombre grandissant de retardateurs de flamme halogénés (RFH) destinés à remplacer les mélanges techniques des polybromodiphényléthers (PBDE) récemment bannis. Les RFH sont des composés ajoutés aux plastiques, textiles, meubles rembourrés et équipements électriques et électroniques pour répondre aux critères d’inflammabilité. Plusieurs RFH émergents pourraient être persistants, transportés sur de longues distances, bioaccumulables et toxiques. Or, il existe un manque criant d'information à ce qui a trait au comportement dans l’environnement, au devenir dans l’organisme et aux effets toxiques des RFH émergents chez les espèces fauniques. Les espèces les plus à risque face à l’exposition à ces contaminants se retrouvent dans les régions urbanisées, mais aussi les régions Arctiques, moins polluées, mais qui subissent des pressions environnementales accrues (ex. réchauffement climatique, espèces invasives, nouveaux pathogènes, etc.).

Nos recherches visent à mieux comprendre: 1) les sources environnementales et le transfert dans la chaîne alimentaire, 2) la bioaccumulation et la biotransformation et 3) les effets sur la santé et les mécanismes d’action des RFH principalement mais aussi d’autres contaminants prioritaires (organochlorés, éléments traces) chez les espèces fauniques des régions urbaines et de l’Arctique. Notre approche novatrice et multidisciplinaire rallie connaissances en écotoxicologie, biochimie, physiologie animale, écologie et chimie analytique pour répondre à des questions de premier plan sur la dynamique et la toxicité des contaminants chez les espèces fauniques. Nos divers projets impliquent plusieurs collaborateurs au Québec, au Canada et à l’international.

Exemples de projets de recherche en cours

1) Sources et transfert dans la chaîne alimentaire des RFH

Un problème rencontré récurremment dans les études en écotoxicologie demeure l’identification des sources et des voies d’exposition des contaminants chez les espèces fauniques, plus particulièrement les oiseaux. Ce manque d’information représente un obstacle important à notre compréhension des patrons d’accumulation dans l’organisme ainsi que des différences interindividuelles parfois importantes au sein d’une même population ou colonie. Ces variations peuvent être causées par une préférence (ou spécialisation) pour certains types d’aliments et/ou sites d’alimentation (ex. milieu urbain, champs agricoles, dépotoirs, etc.). L’exposition aux contaminants peut donc être d’origine alimentaire (ingestion), atmosphérique (inhalation) ou dermique. Nous tentons de pallier à ce manque d'information en étudiant les abondantes populations de goélands à bec cerclé qui nichent à proximité d’une zone fortement contaminée par les RFH: la région de Montréal. L’objectif principal de ce projet est de caractériser les différentes sources et les voies d’exposition (alimentaire et atmosphérique) des RFH chez ces goélands. Les mouvements détaillés et le comportement de quête alimentaire des goélands sont étudiés en ayant recours à des GPS et accéléromètres miniatures portées par les oiseaux. L’exposition atmosphérique aux RFH est quantifiée à l’aide d’échantillonneurs passifs d’air miniatures portés par les oiseaux également. Des modèles nous permettent alors de déterminer quelles sont les sources principales d’exposition des RFH pour ces goélands à l’échelle régionale.

2) Biotransformation des RFH

Il existe très peu d’information sur les facteurs qui gouvernent la biotransformation (ex. par le foie) des PBDE et encore moins des RFH émergents chez les oiseaux. Par exemple, le métabolisme du congénère des PBDE saturé en brome, le decabromodiphényléther (BDE-209), pourrait générer d’autres congénères des PBDE de plus faible teneur en brome via la débromination (perte de brome(s)), mais qui sont davantage toxiques pour l’organisme. L’étude des enzymes hépatiques (expression des gènes et activité) par l’entremise d’essais in vitro peut nous permettre d’étudier la biotransformation de ces contaminants. Ce projet de recherche a pour but d’examiner la biotransformation in vitro des RFH (ex. BDE-209 et RFH émergents) par l’étude des réactions enzymatiques (ex. cytochrome P450 et déiodinases) à l’aide de microsomes isolés du foie de goélands à bec cerclé. La présence de métabolites est aussi investiguée.

3) Effets toxiques des RFH

L’exposition aux contaminants peut avoir des effets délétères sur le système endocrinien des espèces fauniques. La régulation des hormones thyroïdiennes (métabolisme énergétique) et des hormones stéroïdiennes (contrôle de la reproduction, réponse au stress, etc.) peut être affectée par une exposition chronique à une multitude de contaminants incluant les RFH, les organochlorés, les éléments traces et bien d’autres contaminants. Une perturbation des niveaux circulant d’hormones thyroïdiennes peut également se traduire par des effets sur les fonctions bioénergétiques (ex. taux métabolique). Dans ce projet, nous tentons d’établir un lien entre l’exposition aux contaminants et les changements des niveaux d’hormones thyroïdiennes et stéroïdiennes, du métabolisme lipidique ainsi que du taux métabolique (ex. « field metabolic rate ») des espèces fauniques. Les espèces à l’étude sont le goéland à bec cerclé de la région de Montréal, le fulmar boréal de l’Arctique et le béluga de l'Estuaire du Saint-Laurent. Nous tentons également de comprendre les mécanismes d’action cellulaires/moléculaires sous-jacents à ces perturbations endocriniennes et du métabolisme lipidique, par exemple, par l’entremise d’études sur les enzymes et autres protéines impliquées dans la synthèse, le métabolisme, le transport et l’action (récepteurs) des hormones, de marqueurs génomiques/protéomiques/métabolomiques ainsi que de l’histopathologie des glandes endocrines et du tissue adipeux. À plus long terme, ceci nous permettra de développer ou d’améliorer des outils de dépistage biologique (biomarqueurs) ayant une valeur prédictive sur la toxicité des contaminants avant que des effets délétères soient observables chez ces espèces, incluant les espèces en péril (ex. béluga de l'Estuaire du Saint-Laurent).

4) Autres projets en collaboration

- Bioaccumulation et effets des RFH sur le métabolisme énergétique du grand brochet du Fleuve Saint-Laurent (collaboration avec Environnement et Changement Climatique Canada).

- Effets des RFH sur le microbiote cutané des bélugas de l'Estuaire du Saint-Laurent (collaboration avec Pêches et Océans Canada, Groupe de recherche et d'éducation sur les mammifères marins et les universités Simon Fraser et Victoria).

- Effets des contaminants chez le goéland bourgmestre de l’Arctique Norvégien (Svalbard) et le Fulmar boréal des Îles Féroé (collaboration avec Norwegian University of Science and Technology, Norvège).