Ecotoxicology: effects of endocrine disruptors on reproduction in fish

Écotoxicologie : effets des perturbateurs endocriniens sur la reproduction chez le poisson

Nathalie Hinfray (1) , Selim Ait-Aissa (1) , Jean-Marc Porcher (1) , François Brion (1)

1 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques

In recent years, it has been shown that man-made chemicals and natural substances are able to disrupt the normal physiology and endocrinology of organisms. The presence of these compounds, termed endocrine-disrupting chemicals (EDCs), has been a major concern for more than 10 years. Given the risk posed by EDCs on the reproductive function of organisms, the ecotoxicological risk assessment unit of INERIS initiated at the end of the 1990s research programmes aimed at developing in vitro and in vivo biological tools to detect and to characterise the endocrine disrupting potency of chemicals in fish with a view to assessing the hazards and the risks of EDCs. Our work initially focused on an important class of EDCs, i.e. those acting as estrogens (xeno-estrogens). However, EDCs can affect the endocrine system through various pathways and action mechanisms. Therefore, with the aim of broadening our knowledge on the effects of EDCs on fish development and reproduction, more recently we have conducted research that aims to investigate the effect of several classes of chemical compounds, on P450 aromatase, an essential sex-related enzyme involved in the final rate-limiting conversion of androgens into estrogens. By conducting in vitro and in vivo experiments in our model fish species, the zebrafish, we demonstrated that a wide range of compounds such as xeno-estrogens, dioxins or pesticides were able to perturb aromatase expression and/or activities by acting at the transcriptional level or by modulating aromatase activities. While the biological significance of these molecular and biochemical effects on fish development and reproduction need to be determined, aromatase could be integrated in new or existing in vitro/ in vivo fish assays to assess potential aquatic organism endocrine activity in a testing strategy that is required particularly within REACH.

La présence dans l’environnement aquatique des perturbateurs endocriniens (PE), c’est-à-dire des substances d’origine naturelle ou anthropique, comme les résidus de certains médicaments, capables d’interférer avec le système endocrinien est une préoccupation majeure depuis quelques années. Cette problématique s’est imposée au début des années 1990 avec la publication d’études sur des anomalies du système reproducteur chez diverses espèces d’invertébrés et de vertébrés aquatiques. Chez de nombreuses espèces de gastéropodes prosobranches du littoral a été décrit l’apparition d’individus imposex (apparition d’un appareil reproducteur mâle chez les femelles) dont la sévérité et l’occurrence sont corrélées aux concentrations d’exposition en TBT, un biocide utilisé dans les peintures antifouling. D’autres études réalisées sur des reptiles d’un lac de Floride accidentellement contaminé par un pesticide organochloré ont montré des perturbations des concentrations en hormones stéroïdiennes circulantes associées à des anomalies du développement de l’appareil reproducteur mâle et un déclin de la population. Chez des populations de poissons vivant dans des rivières recevant des eaux résiduaires ont été observées à cette même époque des féminisations de poissons mâles qui se traduisent, en particulier, par de l’intersexualité, c’est-à-dire par la présence d’ovocytes au sein du tissu testiculaire. L’ensemble de ces études, menées sur des espèces sauvages, a conforté l’idée que des substances chimiques contaminant le milieu aquatique sont capables d’induire des effets sur la reproduction.

Domaines: Ecotoxicologie

Nathalie Hinfray, Selim Ait-Aissa, Jean-Marc Porcher, François Brion. Écotoxicologie : effets des perturbateurs endocriniens sur la reproduction chez le poisson. Rapport Scientifique INERIS, 2007, 2006-2007, pp.34-36. ⟨ineris-01869083⟩