Microplastic toxicity for fish : beyond simple vectors for pollutants?

Toxicité des microplastiques chez les poissons, au-delà de simple vecteurs de polluants? Au cours des dernières années, les plastiques ont attiré un intérêt particulier du public et des scientifiques. Les plastiques ont été classés parmi les polluants émergents, notamment dans le milieu marin de par leur présence ainsi que leur persistance, en particulier les microplastiques (< 5mm, MPs). De nombreuses études ont reportées la présence de MPs dans le milieu marin (eau de surface et sédiments). Cependant, il n’existe pas de méthodes standards pour évaluer leurs potentielle toxicités ainsi que leur rôle en tant que vecteur de polluants au sein des organismes. Cette thèse avait pour objectif, (1) l’étude de la sorption de composés chimiques modèles sur des MPs, (2) l’étude de la toxicité de ces composés adsorbés artificiellement sur le poisson zèbre (Danio rerio) ainsi que (3) la caractérisation et l’étude de MPs environnementaux. La première partie de cette thèse avait pour but d’étudier les processus de sorption de trois composés modèles ; l’acide perfluorooctanesulfonique (PFOS), benzo[a]pyrene (BaP) et l’oxybenzone (BP3) ; sur différentes tailles et différents polymères industriels. La seconde partie concernait l’étude de la vectorisation de ces 3 composés modèles adsorbés sur MPs en utilisant les stades précoces, juvéniles et adultes de poisson zèbre, au travers d’exposition directe ou via exposition trophique. La dernière partie évaluait la toxicité de MPs environnementaux provenant de deux plages (Guadeloupe, France), en utilisant les mêmes procédures que pour l’évaluation de la toxicité de MPs artificiels. La caractérisation polymérique et chimique des échantillons environnementaux a également été étudiée. L’étude de la sorption des polluants démontra des différences de réponses (cinétiques et efficacité de la sorption) dépendant de la taille des particules ainsi que des propriétés chimiques des composés. La toxicité des MPs artificiellement dopés avec des composés modèles a d’abord été évaluée selon la ligne directrice de l’OCDE 236 ainsi que via une exposition trophique chronique, débutant à l’état larvaire jusqu’à des poissons âgés de 5 mois. Des biomarqueurs à l’échelle individuelle et moléculaire ont été suivis au cours de l’exposition. Les résultats principaux correspondaient à une faible toxicité aiguë sur les stades précoces de développement (embryons et larves) exposés aux particules, aux extraits organiques mais également aux lixiviats, de MPs artificiels ou environnementaux. Néanmoins, l’ingestion des MPs au cours de l’exposition trophique a conduit à des effets à long-terme, avec des intensités différentes liées aux composés chimiques adsorbés aux MPs. Les effets toxiques incluaient des altérations de la croissance (taille et poids des poissons), des effets sur la reproduction, des modifications comportementales des adultes exposés ainsi que des changement d’activité natatoire des larves de la génération F1. En conclusion, cette thèse a permis de mettre en évidence le fait que (1) les MPs ont la capacité d’être des vecteurs de polluants mais qu’ils peuvent également (2) induire des effets sublétaux sur des juveniles et adultes de poisson exposés aux MPs via la nourriture mais également sur la progéniture F1.