206 - Pollution diffuse : outils, défis et enjeux

Le couloir fluvial du St-Laurent est depuis plusieurs décennies l'hôte de nombreuses industries de métallurgie. Aujourd'hui, des régions comme Beauharnois sont aux prises avec d'importants problèmes de contamination aux métaux et bien que de nouvelles réglementations aient été adoptées, il est primordial d'assurer un suivi de la qualité de l'eau.  L'enjeu des rejets liés à l'activité métallurgique est toujours d'actualité et continue à créer des problèmes notables dans les milieux aquatiques avoisinants, c'est pourquoi plusieurs acteurs se tournent vers l'utilisation d'espèces bio-indicatrices pouvant fournir des indices sur la santé de l'écosystème. Le projet suivant vise donc à évaluer le potentiel des moules envahissantes Dreissena sp. comme espèces bio-indicatrices. En partant du fait que l'accumulation de métaux chez Dreissena sp. au niveau des tissus mous et des coquilles peut être corrélée à l'apparition d'atteintes physiologiques et cellulaires, des biomarqueurs ont été évalués chez les moules exposées au ZnCl₂ (métal essentiel) et au CdCl₂ (métal strictement toxique) après 48 heures et sept jours: activité de la filtration, respiration, taux de peroxydation des lipides. Les résultats présentés seront mis dans le contexte de la démarche d'évaluation du risque,

Une interaction métabolique entre des xénobiotiques peut affecter le risque toxique chez l'individu. Conséquemment, les variabilités interindividuelles peuvent causer une variabilité d'altération de réponses au sein d'une population. L'objectif principal de cette étude est donc d'évaluer l'impact des variabilités physiologiques et biochimiques, dans une sous-population d'adultes (âge moyen : 41 ans, étendue : 18-64 ans), sur l'ampleur de l'inhibition compétitive entre les xénobiotiques liés ou non à l'albumine et métabolisés distinctivement par les cytochromes P2E1, 3A4 et 1A2. Les résultats qui seront présentés montrent que La modélisation en pharmacocinétique, permet de considérer la présence d'impacts des variabilités interindividuelles sur l'ampleur des interactions métaboliques dans une population. Ce type d'approche quantitative pourrait être incorporé en analyse du risque toxicologique des polluants de l'environnement.



Dans le cancer du sein hormono-dépendant, l'expression de l'aromatase (CYP19), enzyme responsable de la synthèse d'oestrogènes, est augmentée via un phénomène de changement d'utilisation des promoteurs. Il est connu que l'exposition à certains contaminants, tel l'atrazine, est associée à une perturbation de l'expression de CYP19. L'objectif est de développer des outils de détection des contaminants (ex: pesticides néonicotinoïdes) pouvant altérer l'expression promoteur-spécifique ou l'activité catalytique de CYP19. Pour ce faire, la mesure de l'expression des promoteurs PII, I.3, I.4 et I.7 de CYP19 a été établie par RT-qPCR dans des cellules de cancer du sein (Hs578T). L'activité catalytique de CYP19 a été mesurée dans ces cellules ainsi que dans un modèle de co-culture d'unité foeto-placentaire par la méthode de l'eau tritiée. Les résultats qui seront présentés, ainsi que le modèle de co-culture, pourront être utilisés afin d'évaluer les risques que peuvent causer certains contaminants dans le développement de maladie hormono-dépendantes et dans le maintien d'une grossesse en santé.



La contamination aux retardateurs de flamme halogénés (RF) des goélands à bec cerclé de la région de Montréal, ayant déjà été établie, une exportation de ces contaminants des sources vers les zones environnantes est donc envisageable. Les objectifs de ce projet sont: i) estimer la biodisponibilité relative de différents RF en comparant leurs concentrations dans le guano et le plasma des goélands et ii) évaluer la masse totale de ces contaminants que la plus importante colonie de goélands de la région de Montréal (87 833 individus) exporte dans le paysage via son guano. Nos hypothèses sont à l'effet que la biodisponibilité relative des composés à forte teneur en brome est plus faible par rapport aux composés ayant moins de bromes, et que le biotransport des RF par la population de goélands nicheurs de la région de Montréal, est important à l'échelle locale.  L'effectif total comprend 16 goélands mâles et 16 femelles capturés sur l'île Deslauriers pendant la période d'incubation. Des échantillons de sang et de guano ont été prélevés. La biodisponibilité relative des RF a été déterminée ansi que la quantité totale de RF excrétés dans le guano pour la population de goélands nicheurs de l'île Deslauriers pour la période entière d'incubation. Les résultats qui seront présentés mettent en lumière un aspect sous-estimé de la contamination de la faune aux RF, soit l'exportation de ces composés dans le paysage par certaines espèces fortement contaminées.



Les gonocytes, précurseurs fœtaux de la lignée germinale, passent par des périodes clés de développement qui, si dérégulées, pourraient être à l'origine de l'infertilité masculine. Il a été suggéré que les perturbateurs endocriniens affectent la fertilité masculine surtout si une exposition survient pendant le développement fœtal. Toutefois, les mécanismes d'action restent mal compris. Il n'existe effectivement pas de modèle stable d'étude des gonocytes in vitro car ils sont difficiles à purifier et survivent mal, seuls en culture. Le but de ce projet est d'établir une lignée cellulaire de gonocytes fœtaux chez le rat. Les étapes de mise au point d'une lignée de gonocytes immortalisés par transfection d'un plasmide contenant l'antigène large T SV40 et les conditions de culture optimales seront présentées et discutées.

Les cellules peuvent être soumises à plusieurs types d'agression susceptibles d'altérer leur fonctionnement. En effet, les stress physiques tels que l'irradiation et le choc thermique, modifie la structure de nombreux constituants cellulaires, incluant la membrane plasmique et permet la pénétration de substances qui sont toxiques aux cellules. Cependant, en réponse aux faibles doses de stress physique, les cellules peuvent augmenter leurs systèmes de défenses afin de se protéger contre ces stress faibles, mettant en place une réponse adaptatrice de survie. Il a été démontré que l'exposition des cellules HeLa à un choc thermique faible induit l'expression des molécules de défense. Ce phénomène, appelé thermotolérance, entraine une résistance cellulaire aux stress subséquents. Parmi ces mécanismes de survie, on retrouve l'autophagie, qui intervient lors des conditions nutritionnelles et environnementales non optimales. Le but de cette étude est d'évaluer si l'autophagie est induite suite à un choc thermique faible et si cela permettait aux cellules de résister à la mort cellulaire par apoptose déclenché par un choc thermique fort. Les résultats qui seront présentés suggèrent que l'autophagie pourrait jouer un rôle pertinent dans la réponse adaptatrice de survie des cellules lorsqu'exposées aux stress induits par des substances toxiques tels que les polluants de l'environnement et les radiations. 

La population de perchaudes au lac Saint-Pierre connaît une baisse importante de son abondance depuis le milieu des années 1990. Le rétablissement de l'espèce est limité par la faible abondance des jeunes classes d'âge. Une multitude de pressions qui s'exercent sur l'écosystème du lac Saint-Pierre (e.g. mauvaise qualité de l'eau, détérioration des habitats de reproduction et de croissance et espèces envahissantes) ont été évoquées pour jouer un rôle dans l'échec du recrutement de la perchaude. Un projet de recherche a donc été élaboré en 2013, afin d'établir un bilan de santé chez diverses populations de perchaudes du fleuve Saint-Laurent exposées à différentes perturbations anthropiques selon un gradient de pressions croissant d'amont en aval (lac Saint-François < lac Saint-Louis < lac Saint-Pierre). La morphométrie (taille, poids, circonférence et facteur de condition), le système redox (TBARS, vitamine E et caroténoïdes) ainsi que le métabolisme des rétinoïdes (vitamine A) ont été comparés entre les secteurs fluviaux chez les stades de développement larvaire (< 1 an), juvénile (1 à 2 ans) et adulte (≥ 3 ans). Les résultats obtenus suivent le gradient de pression auquel les populations sont exposées. Les résultats qui seront présentés suggèrent une perturbation de la réserve en rétinoïdes et une condition physiologie affaiblie. Les perchaudes du lac Saint-Pierre présentent un état de santé préocupant comparativement aux autres populations.



Les BFRs sont omniprésents dans les produits domestiques et industriels afin de ralentir leur combustion. Même si leur utilisation est désormais restreinte en raison de leur persistance, bioaccumulation et toxicité, l'exposition humaine subsiste car les BFRs sont toujours libérés d'items existants. Il a été démontré que les BFRs sont des perturbateurs endocriniens. Cependant, leurs effets sur le développement des glandes mammaires et sur le cancer du sein n'est toujours pas connu.

L'objectif de cette étude est d'évaluer les effets d'une exposition périnatale aux BFRs sur le développement mammaire et du cancer de sein, et de déterminer les mécanismes toxicologiques des BFRs. Des rattes ont été exposées oralement à trois différentes doses d'une mixture de BFRs deux semaines avant l'accouplement, durant la grossesse et durant la lactation. Les filles de ces femelles ont été sacrifiées 21, 46 et 208 jours après la naissance. Les résultats qui seront présentés suggèrent qu'une exposition périnatale aux BFRs peut affecter le système endocrinien et l'adhésion entre les cellules au moment de la puberté. 



L'utilisation des semences génétiquement modifiées pour résister aux herbicides à base de  glyphosate, a entrainé une augmentation des applications de l'herbicide et de leur fréquence. La présence de glyphosate et de son produit de dégradation l'AMPA a été détectée dans de nombreux cours d'eau du Québec, montrant une mobilité de ces composés, malgré leur fort potentiel d'adsorption dans les sols. Dans cette étude, les concentrations de glyphosate et d'AMPA ont été suivies dans un premier temps pendant trois années consécutives dans des champs agricoles de la plaine du Saint-Laurent, puis en milieu contrôlé avec des sols jamais traités à l'herbicide auparavant.

Les résultats qui seront présentés suggèrent que les temps de séjour du glyphosate et de l'AMPA sont plus longs dans l'environnement que les indications du fabricant. Au contraire, en serre, où les paramètres sont contrôlés et aucun amendement n'a été ajouté, le glyphosate se dégrade rapidement. En contexte de champs, les pratiques agricoles pourraient augmenter l'accumulation de ces composés dans les sols et affecter la fertilité. Cette catégorie d'herbicides doit être utilisée à un rythme plus modéré qu'à l'heure actuelle.



Dans un contexte de réchauffement climatique, l'exposition à la chaleur en milieu de travail inquiète, particulièrement lorsque des substances chimiques sont également présentes simultanément. Il est connu que la thermorégulation entraine des changements physiologiques qui peuvent affecter la cinétique de substances chimiques dans l'organisme. Parmi ces modifications possibles, on retrouve des changements dans les débits sanguins aux différents organes, une augmentation de la perméabilité de la peau, de la ventilation pulmonaire et du débit cardiaque. Il serait donc possible qu'une exposition à la chaleur entraine une plus grande accumulation de certaines substances toxiques dans le corps. Afin d'évaluer les changements dans l'absorption et la cinétique de 3 solvants organiques, des volontaires humains seront exposés en chambre d'inhalation à différentes températures en présence d'acétone, de toluène ou de dichlorométhane. Les concentrations ambiantes seront égales aux valeurs d'exposition moyennes pondérées en vigueur au Québec. Les données seront utilisées afin de développer et de valider des modèles toxicocinétiques à base physiologique qui devraient permettre de prédire les concentrations de plusieurs solvants dans l'organisme en fonction de la température et de la concentration d'exposition. Les résultats de ce projet apporteront une meilleure compréhension du risque pour la santé des travailleurs suivant une exposition simultanée à la chaleur et aux solvants organiques. 

Dans les modèles de toxicocinétique à base physiologique (TCBP), le débit cardiaque est généralement obtenu à partir d'équations anthropométriques ce qui ne permet pas de considérer l'impact du changement de la posture. Un grand nombre d'études a toutefois démontré l'existence d'une réduction de ce débit chez des individus en position droite comparativement à la position couchée. En modélisation TCBP, le débit cardiaque est un paramètre clé puisque les débits sanguins associés aux différents compartiments du corps humain sont, pour la plupart, déterminés à partir d'une fraction de ce débit. Les objectifs de cette étude sont de déterminer l'impact de la posture sur le débit cardiaque ainsi que sur les débits sanguins hépatique et rénal chez les hommes et les femmes, et de décrire ceci mathématiquement. Les résultats obtenus par une revue exhaustive de la littérature seront présentés et discutés. L'important volume de données utilisées augmente la crédibilité des résultats obtenus, lesquels pourront être intégrés éventuellement dans les modèles TCBP. 

En milieu agricole, les herbicides appliqués dans les champs se retrouvent inévitablement dans les cours d'eau voisins, et peuvent donc affecter le phytoplankton. Le fomesafen, un herbicide utilisé dans la culture soya, des fèves et du coton, a comme mode d'action connu l'inhibition de la protoporphyrinogène oxidase (enzyme impliquée dans la synthèse de la chlorophylle). Nous avons donc étudié l'induction de la tolérance et la toxicité du fomesafen chez trois espèces de phytoplankton (Scenedesmus obliquus (So) CPCC157, Ankistrodesmus falcatus (Af) CPCC287, Pseudokirchneriellia subcapitata (Ps) CPCC37). L'acquisition de la tolérance au fomesafen a été comparée entre les trois espèces à 5 et 320 µg/L. Nous avons aussi démontré que le fomesafen, en agissant sur la synthèse de la chlorophylle, induit des modifications importantes au niveau de l'utilisation de l'énergie lumineuse par les algues. Finalement, nos résultats démontrent que Ps semble l'espèce la plus prometteuse pour la mise au point d'un outil de détoxification de l'eau à de fortes concentrations de fomesafen puisque cette espèce développe une tolérance marquée à cet herbicide. 

La phycoremédiation des eaux polluées par les métaux xénobiotiques (ex. Cd) consiste à éliminer leurs ions métalliques du milieu à l'aide de la capacité de bioaccumulation des microalgues. Dans cette approche, une meilleure compréhension de l'absorption et des mécanismes moléculaires de détoxication cellulaire des métaux permettrait de développer cette nouvelle stratégie d'assainissement des eaux polluées en utilisant différentes souches d'algues vertes. Le rôle de la paroi cellulaire représente donc une barrière pour l'absorption du Cd qui a été vérifié chez deux espèces d'algues vertes, C. reinhardtii et C. acidophila . Les résultats qui seront présentés démontrent les avantages et les limites de l'utilisation de ces souches d'algues vertes dans le développement de la phycoremédiation des eaux polluées au Cd. 

Le fleuve Saint-Laurent est un écosystème unique reconnu mondialement pour sa diversification et sa grande richesse biologique. Depuis plusieurs décennies, cette diversité est menacée à cause d'un fort développement industriel et démographique, provoquant le déversement d'énormes quantités de produits chimiques. Chaque année, de nombreux mammifères marins fréquentent l'estuaire pour s'y nourrir, et sont exposés à divers contaminants organiques comme les retardateurs de flamme halogénés. Plusieurs de ces composés, utilisés pour abaisser l'inflammabilité d'un grand nombre de produits de consommation courante, ont la capacité de se bioaccumuler chez de nombreuses espèces marines, comme les polybromodiphényléthers chez le béluga du Saint-Laurent. La mise en place de restrictions des mélanges commerciaux Penta- et Octa-BDE dans plusieurs pays, a entraîné l'apparition de retardateurs de flamme dits « émergents ». Cependant, un nombre croissant d'études à travers le monde rapporte une contamination par ces derniers dans différents compartiments environnementaux. Cette étude a pour objectif de déterminer les niveaux de PBDE et substances ignifuges émergentes et d'établir leurs tendances temporelles chez deux espèces de mammifères marins de l'estuaire.  Les résultats permettront de confirmer les tendances des PBDE dans les milieux aquatiques, de cibler de nouveaux contaminants préoccupants et de comparer les niveaux entre deux espèces aux comportements alimentaires et migratoires différents. 

Des études antérieures ont démontré que les contaminants organohalogénés peuvent altérer les fonctions thyroïdiennes des vertébrés incluant plusieurs espèces aviaires. Par exemple, les biphénylepolychlorés (BPC) et des retardateurs de flamme halogénés (RFH) tels que les polybromodiphényléthers (PBDE), réglementés récemment, peuvent modifier les niveaux d'hormones thyroïdiennes circulantes. Cependant, peu d'attention a été accordée aux mécanismes homéostatiques sous-jacents tels que les changements dans l'expression des gènes de l'axe hypothalamo-hypophyso-thyroïdien (HPT) chez les oiseaux sauvages exposés aux organohalogénés. Or dans la grande région de Montréal (Québec, Canada), des concentrations élevées de PBDE, quelques RFH émergents ainsi que des organochlorés (BPC et pesticides) ont été mesurées chez le goéland à bec cerclé (Larus delawarensis). L'objectif de la présente étude était d'utiliser des marqueurs biologiques et génomiques pour investiguer les perturbations de l'axe thyroïdien chez ce goéland fortement exposé aux contaminants d'intérêt. Les résultats qui seront présentés suggèrent que les organohalogénés peuvent agir via plusieurs mécanismes (directs ou compensatoires) impliquant la transcription des gènes et ont ainsi le potentiel de perturber l'axe  hypothalamo-hypophyso-thyroïdien  de cette population de goéland à bec cerclé. 

Les traitements de cancer pendant l'enfance peuvent avoir un impact négatif à long terme sur la fertilité masculine. En effet, les chimiothérapies ciblent les cellules testiculaires alors en division, dont les cellules de Sertoli et les spermatogonies, indispensables pour la future spermatogenèse. La cryoconservation de spermatozoïdes n'étant pas réalisable chez les garçons pré-pubères, d'autres avenues de préservation de la fertilité doivent être envisagées.

Nous proposons de tester la capacité de composés décrits comme cytoprotecteurs de réduire la cytotoxicité de la doxorubicine sur les cellules du testicule immature. Pour cela, nous testons la survie cellulaire in vitro en réponse à des doses croissantes de doxorubicine seule ou en présence de cytoprotecteur par le test MTT. Sur des lignées de cellules de Sertoli (SER-W3) et de spermatogonies (GC-SPG6), nous avons testé cinq cytoprotecteurs à des doses décrites dans la littérature. Aucun co-traitement n'a permis de diminuer la cytotoxicité dose-dépendante de la doxorubicine. Seul le curcumin induit une diminution significative de la cytotoxicité de la doxorubicine à 0,01μM. L'addition du curcumin dans le milieu de culture en prétraitement a un effet positif significatif sur la survie des cellules de Sertoli et semble protéger contre les faibles doses de doxorubicine. Les propriétés d'antioxydant de ce cytoprotecteur pourraient jouer un rôle clé dans les mécanismes de protection des cellules de Sertoli contre la doxorubicine.



Le DEHP est un plastifiant omniprésent dans notre environnement. Plus de 10 millions de tonnes sont produites chaque année pour rendre les plastiques plus souples. On les retrouve dans notre alimentation, les cosmétiques, les jouets, le matériel médical, etc. Le DEHP est facilement relâché dans l'environnement puisque sa liaison aux polymères de plastiques est faible, faisant en sorte que l'exposition humaine à ce perturbateur endocrinien est chronique. Sa présence, de même que celle de son métabolite, le mEHP, a été détectée dans différentes matrices humaines dont le lait maternel. Des études ont démontré que ces phthalates pourraient influencer l'activité des "Peroxisome Proliferated-activator receptors" (PPARs), des acteurs importants dans l'homéostasie de l'énergie cellulaire. Une exposition au DEHP pourrait provoquer un déséquilibre dans le métabolisme lipidique, altérer la prolifération et la différenciation cellulaire et augmenter les risques de développer un cancer du sein. L'objectif de ce projet est de déterminer les effets d'une exposition au DEHP et au mEHP sur la prolifération et sur la modulation des caractéristiques tumorigéniques des cellules de l'épithélium mammaire. Nous présenterons des résultats obtenus sur des cellules T47D  et des cellules hTERT-HME1 exposées à des doses environnementales de DEHP et de mEHP pendant sept jours. L'identification des mécanismes moléculaires impliqués dans la toxicité du DEHP permettra de mieux connaître les risques associés. 

La biosurveillance consiste à déterminer la présence ou l'absence de contaminants dans des liquides biologiques humains. Elle peut fournir des données quantitatives utiles pour évaluer l'ampleur de l'exposition chimique environnementale d'une population donnée. Désormais, les enquêtes nationales de santé visent l'obtention de mesures biologiques relatives à de nombreux toxiques environnementaux. Elles sont le plus souvent interprétées en les comparant à des valeurs bioéquivalentes aux valeurs toxicologiques de référence qui sont fondées sur l'utilisation de modèles animaux. Cependant, des incertitudes fréquentes sur ces données notamment celles relatives à la variabilité interindividuelle ne peuvent être négligées. Des modèles PBPK (Physiologically Based PharmacoKinetic) intégrant différents facteurs de variabilité peuvent être développés pour simuler des mesures sanguines dans la population. L'objectif de ce travail est de reconstituer les concentrations de toluène dans l'air intérieur résidentiel concordantes avec les données biologiques rapportées par l'enquête canadienne sur les mesures de la santé, en utilisant une approche de dosimétrie inverse procédant par modélisation PBPK. Nous montrerons que La modélisation PBPK et la dosimétrie inverse peuvent être combinées pour interpréter les données de biosurveillance et pour prioriser les efforts de gestion du risque consécutifs à l'évaluation de l'exposition aux produits chimiques environnementaux.



Depuis les années 1990, des chercheurs découvrent de plus en plus de nouvelles substances dans notre environnement. Une équipe de recherche qui découvre un nouveau contaminant est souvent amenée à pousser ses recherches sur ce dernier, dans un processus de spécialisation sur une substance ou une famille de substances. Les autorités gouvernementales responsables du suivi de l'état de l'environnement se trouvent dans une situation fort différente : étant situées en aval de la recherche, elles doivent faire face à la multiplicité des substances mises au jour par les différentes équipes de recherche. Ainsi, depuis le début des années 2000, le ministère du Développement durable, de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques a réalisé des études sur la présence de plusieurs contaminants émergents dans les cours d'eau du Québec. Pour des raisons de coûts et d'efficacité, le suivi de ces substances ne se fait pas dans le cadre des grands réseaux réguliers de suivi de la qualité de l'eau, mais plutôt par des études spéciales, visant des produits, des objectifs et des sites particuliers. En plus de faire connaître les concentrations de certains contaminants émergents dans nos cours d'eau, ces études ont mis en évidence les effets des premières interventions règlementaires visant ces substances. Un regard rétrospectif sur ces études permettra d'en dégager les principaux constats et les principaux acquis expérientiels pour le MDDELCC.   

Les organismes de bassin versant (OBV) sont des acteurs importants de la gestion de l'eau au Québec. Ils sont responsables d'élaborer et de mettre à jour un plan directeur de l'eau (PDE) et d'en promouvoir et suivre la mise en oeuvre. Le tout dans une optique de concertation. Plus particulièrement, afin d'appuyer les acteurs du territoire dans la mise en oeuvre du PDE, l'OBV Yamaska s'implique à plusieurs niveaux dans des projets visant la diminution de la pollution diffuse. Ainsi, plusieurs partenariats sont possibles avec L'OBV Yamaska pour les chercheurs, les universités, les municipalités et les organismes environnementaux.