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Submitted on 16 May 2020
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Développement d’un bio-test chez le gammare pour étudier l’impact de contaminants sur la production des
spermatozoïdes
K. Abbaci, Y. Habtoul, Judith Trapp, Geffard Olivier
To cite this version:
K. Abbaci, Y. Habtoul, Judith Trapp, Geffard Olivier. Développement d’un bio-test chez le gammare pour étudier l’impact de contaminants sur la production des spermatozoïdes. ECOBIM, May 2016, Le Havre, France. pp.1, 2016. �hal-02604889�
E xposition des gammares aux contaminants
© Irstea
Développement d’un bio-test chez le gammare pour étudier l’impact de contaminants sur la production des spermatozoïdes
Khédidja Taïr - Abbaci, Yassine Habtoul, Judith Trapp, Olivier Geffard
IRSTEA, MALY, Laboratoire d’Ecotoxicologie - Villeurbanne - Lyon (France)
Email: khedidja.abbaci@irstea.fr
Les écosystèmes aquatiques sont soumis à des sources de contamination anthropiques et naturelles contribuant a leur appauvrissement. Le développement d’un biotest sur le sperme de gammare permet l’évaluation de l’impact des contaminants sur la spermatogenèse. La mise en place de ces outils a nécessité :
La caractérisation tissulaire de la gonade mâle et de la spermatogenèse
L’étude de la spermatogenèse à l’aide du dénombrement des spermatozoïdes
L’étude de l’impact des contaminants et des rejets de station d’épuration sur la production de spermatozoïdes
C aractérisation histologique de la spermatogenèse
- Quantification des spermatozoïdes par méthode de numération, validation du kit « Live Dead sperm viability Kit ® »
- Caractérisation histologique et morphologique du sperme de gammare - Étude de l’impact des contaminants sur les spermatozoïdes
Maturation de la spermatogenèse
Stade précopulat
1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
0
…
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Temoin 0,3 1 3
Nombre total de spz et spt
Concentration en µg/l
Impact du Cd
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Temoin 0,001 0,1 10
Nombre total des spz et spt
Concentration en µg/l
Impact du MET
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Temoin 0,5 5 50
Nombre total de spez et spet
concentration en µg/l
Impact du PYR
0 3000 6000 9000 12000
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Nombre de cellules/ organisme
Nombre de jours aprés la reproduction
Evaluation du nombre moyen de spermatozoïdes et spermatides chez G. fossarum avant et après copulation.
Dissection de G. fossarum mâle et numération sur lame de malassez
Les tissus sont fixés par le liquide de Bouin, déshydratés et inclus en paraffine, puis colorés en Hématoxyline-éosine. Les noyaux sont coloré en bleu
et les cytoplasmes en rose.
Section transversale de G. fossarum mâle normale en fin de spermatogenèse.
Identification des cellules d’intérêt du sperme de Gammarus fossarum, coloration (MGG), observation x100.
A : spermatozoïde mature caractérisé par un noyau oblong, B : spermatide caractérisé par un noyau ovoïde,
(HF : hampe filamenteuse , TA : tête aplatie, TO : tête oblongue)
.
Identification du polymorphisme filamenteux du spermatozoïde de G. fossarum. Coloration par le Kit de viabilité cellulaire « Dead life sperm viability® »,
A : Spermatide à polymorphisme filamenteux,
B : Spermatozoïde,
(HPF : Hampe à polymorphisme filamenteuse, HF : Hampe
filamenteuse, TA : Tête aplatie, TO : Tête oblongue)
.
HF
TA
B
HPF TO
A
L’étude histologique de la gonade mâle de G.fossarum a été réalisée dans le but de caractériser son cycle de reproduction et de définir les paramètres physiologiques permettant de déterminer son statut reproducteur, ce qui est crucial pour le développement de marqueurs.
spd
stg
cf
spt
La caractérisation de la gonadogenèse chez le mâle Gammarus fossarum et l’acquisition d’informations histologiques sur la morphologie tissulaires des cellules d’intérêt a permis une meilleure compréhension de la relation cause /effet due à l’ expositions de G. fossarum aux différents contaminants.
Le développement de biomarqueurs permet l’ évaluation de l’infertilité chez les crustacés, mettant en évidence la contamination des milieux aquatiques par des substances reprotoxiques
Au laboratoire, la méthode de comptage de spermatozoïdes est sensible aux contaminants.
Pour être pertinent et robuste, une étude in situ (sur terrain) sera nécessaire pour valider et appliquer ce biomarqueur chez les invertébrés aquatiques ainsi que l’étude d’autres contaminants ayant pour modes d’actions la perturbation endocrine.
La validation de ce bio-test a permis le développement du test des comètes en tant que biomarqueur de génotoxicité pour les spermatozoïdes de G. fossarum .
Institut national de recherche en sciences et technologies
pour l’environnement et l’agriculture
- Avant copulation, les résultats montrent un nombre moyen de 104 spermatozoïdes et de103 spermatides par gonade. Apres la fécondation, le nombre de spermatozoïdes chute de 90% alors que le nombre de spermatides augmente de 40%.
- Le Cd, le pyriproxyfene et le méthoxyfénozide ont provoqué une réduction plus importante de la production de spermatozoïdes, suivant une relation dose-réponse, après une exposition au cours de deux spermatogénèses successives.
- La production de spermatides ne semble pas être impactée.
- L’histologie a montré une chute dans la production de spermatozoïdes due à l'exposition des gammares mâles à 3 µg/L de Cd au cours de deux spermatogenèses successives .
- Aucun effet pour 0,3µg/L
- La salinité des effluents a provoqué des inflammation cæcales
Section transversale d’un mâle G. fossarum en fin de
spermatogénèse et exposé aux effluents de la station d’épuration. Section longitudinale de G. fossarum suite à une exposition au Cd
pendant deux spermatogénèses successives; AB : témoins de la manip, CD : 0.3µg/L, EF : 3µg/L.
Coloration des cellules vivantes en vert et des cellules mortes en rouge.
