Ecole Doctorale

Sciences de l'Environnement

Spécialité

Sciences de l'environnement: Environnement et santé

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Tritium,Thymidine tritiée,Poisson zèbre,Internalisation,Dommages à l'ADN,Dosimétrie,

Keywords

Tritium,Tritiated thymidine,Zebrafish,Internalization,DNA damage,Dosimetry,

Titre de thèse

Comparaison d'effets physiologiques radioinduits par les émetteurs beta reçus à l'ADN et à l'organisme entier chez le poisson zèbre, Danio rerio
Comparison of physiological effects radio-induced by beta emitters received to DNA and whole organism in zebrafish

Date

Jeudi 21 Mars 2024 à 13:30

Adresse

Château de Cadarache, Route de Vinon-sur- Verdon, 13115 Saint-Paul-lez-Durance Amphithéâtre du Château

Jury

Directeur de these Mme Béatrice GAGNAIRE Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire
Rapporteur Mme Marilyne STUART Canadian Nuclear Laboratories
Rapporteur M. Vincent BRETON Laboratoire de Physique de Clermont
Examinateur Mme Laetitia DE JONG-MOREAU Institut Méditerranéen de Biodiversité et d'Ecologie marine et continentale
Président Mme Laure GARRIGUE-ANTAR Laboratoire Eau Environnement Systèmes Urbains
Examinateur M. Frank LE FOLL Stress Environnementaux et BIOsurveillance des milieux aquatiques
CoDirecteur de these M. Jérôme CACHOT Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux
Co-encadrant de these M. Yann PERROT Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire

Résumé de la thèse

Le tritium est un isotope radioactif de l'hydrogène qui est présent dans tous les compartiments environnementaux. Ce dernier existe, entre autres, sous forme de thymidine tritiée, forme sélectionnée dans le cadre de ce travail de doctorat afin de caractériser la toxicité du tritium. L'internalisation et la toxicité de la thymidine tritiée ont été étudiées sur le poisson zèbre, Danio rerio. Ce modèle biologique a été choisi afin de permettre une comparaison des résultats obtenus avec ceux obtenus par le passé, mais également pour ses nombreux avantages expérimentaux, tels que son rapide développement et la transparence de ses œufs. L'exposition des embryons et larves de poisson zèbre entraîne une internalisation du tritium dans l'organisme et l'ADN dès 22 µGy/h. Un ralentissement du développement est également observé à 22 et 170 µGy/h, ainsi qu'un retard d'éclosion à 170 et 470 µGy/h. L'exposition des embryons à 470 µGy/h pendant 24 et 72 heures entraîne, respectivement, une augmentation de l'activité des embryons dans leur chorion et une diminution du rythme cardiaque des larves. La production des ROS (espèces réactives de l'oxygène) augmente après 96 heures d'exposition à 170 µGy/h, et l'induction de dommages à l'ADN est significative dès 24 heures d'exposition à 22 µGy/h. Une surexpression de nombreux gènes est également observée après 24 heures d'exposition à 22 µGy/h. Les simulations de micro- et nanodosimétrie, quant à elles, confirment l'effet du volume des cellules sur la déposition d'énergie, ainsi que la formation majoritaire de SSB (cassures simple brin) et de dommages indirects. Ces expériences permettent de mettre en évidence des différences de toxicité entre le tritium organique, le tritium libre et le césium (137Cs), mais également d'avoir une meilleure compréhension des mécanismes de toxicité de la thymidine tritiéeindex{Thymidine tritiée}.

Thesis resume

Tritium is a radioactive isotope of hydogen and is present in all environmental compartments. It can exist under the form of tritiated thymidine, and this form was selected in this work in order to better characterize its toxic effects. Its internalization and toxicity have been studied on the zebrafish, textit{Danio rerio}. This biological model has been chosen as it allows the comparison between the results obtained in this work and in previous ones, but also because of its various experimental advantages, as its rapid development and the transparency of its embryos. Exposure of zebrafish embryos and larvae to an absorbed dose rate as low as 22 µGy/h led to its internalization in both the organism and the DNA. The development was temporarily slowed down after exposure to 22 and 170 µGy/h, while the hatching was delayed after exposure to 170 and 470 µGy/h. Exposure of the embryos and larvae to 470 µGy/h for 24 and 72 hours led to, respectively, an increase in the embryonic activity and to a decrease in the larval cardiac rhythm. The ROS (reactive oxygen species) production increased after exposure to 170 µGy/h for 96 hours, and DNA damage were induced after exposures to all selected absorbed dose rates for 24 and 96 hours. A surexpression of various genes was also observed after exposure to 22 µGy/h for 24 hours. Micro- and nanodosimetry simulations confirmed the effect of the cell volume on the energy depositing processes, while also highlighting the formation of a majority of SSB (single strand breaks) and of indirect damage. These experiments showed that various differences exist between the toxicity of aqueous tritium, organically bound tritium and cesium ($mathrm{^{137}Cs}$), while leading to a better understanding of the toxicity mechanisms arising from the exposure to tritiated thymidine.