Centre interinstitutionnel

de recherche en écotoxicologie

C  I  R  É

 

Unité de développement de biomarqueurs

La notion de biomarqueur est l'une des pierres angulaires de l'écotoxicologie. Un biomarqueur est une réponse biologique à toute forme de stress au sens large. De façon plus restrictive, un biomarqueur est une réponse biologique suite à une exposition à un ou plusieurs contaminants.
A l'origine de ces réponses on trouve généralement une modulation de l'expression de gènes. Suit alors une cascade d'Événements qui peut conduire jusqu'à la perturbation de l'ensemble de l'écosystème (figure ci-dessous). Il est bien évident que toute perturbation de un ou plusieurs gènes chez certains individus ne se traduira pas par une perturbation de l'écosystème. Il existe, entre chaque niveau d'organisation biologique, des phénomènes de compensation qui traduisent une certaine plasticité de la structure biologique. Lorsque les phénomènes de compensation ne suffisent plus à restreindre la réponse biologique et que le seuil de tolérance est dépassé, l'effet atteint le niveau d'organisation supérieur. On comprend aisément tout l'intérêt de disposer de biomarqueurs très tôt dans cette cascade d'Événements. Cependant, plus on remonte en amont de la cascade d'Événements, plus la question de la pertinence du biomarqueur se pose. Les développements technologiques à l'origine de la toxicogénomique, et plus récemment à la toxicoprotéomique, ont multiplié de façon exponentielle le nombre de biomarqueurs potentiels. La validation de ces biomarqueurs est sans conteste l'un des défis majeurs auquel doit faire face l'écotoxicologie.
 
 Les chercheurs du Centre s'emploient à développer, appliquer et valider l'utilisation de biomarqueurs à différentes espèces marines et dulcicoles. Pour ce faire, ils ont recours aux outils et compétences des autres unités méthodologiques. L'unité de biomarqueurs constitue un exemple type d'intégration des compétences au sein du Centre.
 Les laboratoires de Philip Spear à l'UQÀM et de Jocelyne Pellerin à l'ISMER catalysent ces efforts. Les travaux des chercheurs au sein de l'unité des biomarqueurs ont permis le développement et l'application des biomarqueurs tels que les mesures des:
  • rétinoïdes,
  • protéines du cytochrome P450 et l'activité EROD,
  • acéthylcholine estérase,
  • métallothionéines,
  •  vitellogénine,
  • immunomarqueurs que sont la phagocytose, l'activité cytotoxique naturelle et la prolifération lymphoblastique.
 Le Centre dispose ainsi d'une batterie de biomarqueurs permettant une évaluation précise et rigoureuse des effets de la contamination et de l'état de santé des organismes, et par extension du risque pour l'écosystème. Parallèlement, les chercheurs du CIRÉ développent et valident de nouveaux biomarqueurs afin de parfaire encore cette approche.
 La structure même du Centre permet un transfert technologique rapide et une mise en commun des connaissances et des compétences techniques. Les biomarqueurs développés par les différents chercheurs trouvent leur application dans tous les programmes de recherche du Centre. De la même façon, les différentes unités méthodologiques, et en particulier les unités de toxicogénomique, de protéomique et de cytologie participent au développement, à l'application et à la validation de nouveaux biomarqueurs.