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Au stade du développement, les animaux sont très sensibles aux effets de la pollution de l’environnement. Il a été démontré que l’exposition à des produits chimiques pendant les stades critiques de la gestation entraîne des malformations congénitales et des avortements spontanés. Par conséquent, la compréhension du mode d’action des toxiques potentiels serait bénéfique dans la prévention ou le traitement des avortements spontanés ou des maladies congénitales causées par des polluants environnementaux. Cependant, il est difficile d’étudier les mécanismes qui sous-tendent la toxicité des produits chimiques environnementaux pour le développement à l’aide de modèles animaux traditionnels en raison de la complexité, de l’ennui et des coûts excessifs associés à ces expériences. Dans cette collection de méthodes, des auteurs de différents domaines de recherche ont utilisé de nouvelles techniques et des modèles alternatifs pour étudier la toxicité des produits chimiques de l’environnement pour le développement.
On sait que le cœur est l’un des premiers organes à se former au cours de l’embryogenèse, et cet organe est particulièrement sujet aux agressions environnementales. Les estimations de la recherche montrent que les cardiopathies congénitales représentent environ un tiers de toutes les malformations congénitales connues, en plus d’être la principale cause de mortalité infantile1. Malheureusement, les modèles animaux traditionnels sont soit trop laborieux, soit insensibles pour détecter les effets toxiques sur le développement cardiaque. Deux articles de cette collection de méthodes étudient les effets néfastes des particules fines ambiantes (PM2,5), des substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), des gaz d’échappement diesel (DE) et des nanomatériaux sur le développement cardiaque à l’aide d’embryons de poisson zèbre et de poulet 2,3. En utilisant les principes de la technique de test d'immunofluorescence, la 8-hydroxy-2'désoxygénase (8-OHdG), un marqueur des dommages oxydatifs de l'ADN, et H2AX, un marqueur sensible des cassures double brin de l'ADN, sont systématiquement détectées au cœur des embryons de poisson-zèbre après exposition à la matière organique extractible (MOE) des PM2,52. De même, les lésions de l’ADN des cardiomyocytes et l’épaisseur de la paroi ventriculaire droite sont également clairement mises en évidence dans le tissu cardiaque isolé en utilisant les mêmes techniques d’immunofluorescence et d’histochimie3.
Le modèle du poisson-zèbre peut également être utilisé pour étudier la morphogenèse squelettique. Il a été largement rapporté que l’exposition au plomb provoque l’accumulation de ce produit chimique dans le squelette tout au long des stades de développement, entraînant des lésions osseuses. Ding et al. ont utilisé le rouge d’alizarine pour marquer les structures osseuses et ont démontré que l’exposition au plomb diminuait considérablement la minéralisation osseuse chez les larves de poisson-zèbre, indiquant que l’exposition au plomb est un facteur de risque de perte osseuse au cours du développement squelettique4.
Les pesticides sont bien connus pour leur grande persistance dans l’environnement. L’utilisation omniprésente des pesticides est un facteur de risque pour l’abondance et la diversité des pollinisateurs, qui jouent un rôle essentiel dans les services écosystémiques de l’agriculture mondiale moderne. Song et al. ont présenté une nouvelle méthode d’immersion pour étudier les effets toxiques du chlorpyrifos, un pesticide très populaire, sur les larves de l’abeille solitaire, Osmia excavata5. Ils ont déterminé la valeur DL50 pour le chlorpyrifos à l’aide des larves d’O. excavata et ont constaté que l’exposition au chlorpyrifos réduisait considérablement le taux d’éclosion d’une manière dose-dépendante.
Le cadre de la voie des résultats indésirables (AOP), qui met l’accent sur les causes moléculaires et facilite l’utilisation de modèles d’essai alternatifs6, est un élément crucial de la toxicologie au 21e siècle (Tox21)6. Selon Leist et al., l’AOP établit un lien entre un événement initiateur moléculaire (MIE) et un résultat indésirable indésirable (AO) par le biais d’événements clés (KE), tels que définis par les relations d’événements clés (KER)7. Ainsi, le cadre AOP peut faciliter la traduction des données moléculaires et mécanistes des études animales en paramètres à utiliser dans les évaluations de la sécurité6. Les articles de cette collection de méthodes fournissent un ensemble puissant de techniques et de modèles pour étudier les mécanismes moléculaires par lesquels les polluants environnementaux causent diverses toxicités pour le développement. Nous espérons que cette collecte sera d’un grand bénéfice pour l’évaluation des risques liés aux polluants environnementaux.