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"Il est à nouveau prouvé que les herbicides à base de glyphosate modifient la fonction des gènes et causent des dommages à l’ADN" par Claire Robinson
Traduction & Compléments par Jacques Hallard
samedi 22 mai 2021, par
Il est à nouveau prouvé que les herbicides à base de glyphosate modifient la fonction des gènes et causent des dommages à l’ADN.
Ajout d’une annexe sur les sciences « omiques »
Traduction du 21 mai 2021 - et ajout d’une annexe sur « Les sciences ‘omiques’ » - par Jacques Hallard, d’un rapport de Claire Robinson en date du 27 avril 2021 diffusé par ‘gmwatch.org’ sous le titre : « Proven : Glyphosate herbicides change gene function and cause DNA damage » et accessible sur ce site : https://www.gmwatch.org/en/news/latest-news/19776-proven-glyphosate-herbicides-change-gene-function-and-cause-dna-damage
Damaged DNA and crop spraying with pesticide
« La découverte d’une bombe pourrait mettre fin à l’autorisation du glyphosate par l’Union européenne ».
Les herbicides à base de glyphosate tels que le Roundup activent des mécanismes impliqués dans le développement du cancer, y compris des dommages à l’ADN - et ces effets se produisent à des doses supposées par les régulateurs n’avoir aucun effet négatif, selon une nouvelle étude. Les dommages à l’ADN ont été causés par le stress oxydatif, un déséquilibre destructeur dans le corps qui peut causer une longue liste de maladies.
L’étude a également révélé que la matière active de la spécialité commerciale herbicide Roundup - le glyphosate seul - endommageait l’ADN. Cette découverte, conformément à la législation européenne sur les pesticides, devrait entraîner l’interdiction du glyphosate et de toutes ses formulations.
En outre, les résultats obtenus dans cette étude pourraient renforcer les arguments juridiques des personnes atteintes de cancer aux États-Unis qui poursuivent Bayer/Monsanto parce qu’elles pensent que l’exposition au Roundup a été la cause de leur maladie. Trois affaires de ce type ont déjà été jugées en faveur des plaignants.
La nouvelle étude est actuellement publiée sur le site web de pré-impression ‘bioRxiv’ et elle n’a pas encore été examinée et validée par des pairs.
Comment l’étude a été réalisée
La nouvelle étude, dirigée par le Dr Michael Antoniou et le Dr Robin Mesnage du King’s College de Londres, s’appuie sur les résultats d’une étude précédente réalisée par les mêmes auteurs. Dans l’étude précédente, les chercheurs ont comparé les effets chez les rats d’une formulation de Roundup, MON 52276, avec ceux de son ’ingrédient actif’, le glyphosate, testé seul. Les résultats ont montré que le glyphosate et l’herbicide Roundup, administrés à des doses que les autorités réglementaires jugent sûres, entraînaient chez les animaux des perturbations du microbiote intestinal et un stress oxydatif, avec des indications que le foie était affecté et peut-être endommagé.
[Microbiote intestinal humain : selon Wikipédia, « Rôles du microbiote intestinal : il protège contre des pathogènes, synthétise des vitamines, participe au développement et à la maturation du système immunitaire, promeut l’angiogenèse, participe à la prise de poids, fermente les fibres en AGCC (Acides Gras à Chaînes Courtes), module le SNC (Système Nerveux Central).
Le microbiote intestinal humain, anciennement appelé flore intestinale humaine, est l’ensemble des microorganismes (archées, bactéries et levures — et les virus qui les infectent) du tractus digestif humain, c’est-à-dire le microbiome intestinal et de tout le système gastro-intestinal (estomac, selles). Il constitue le plus grand réservoir du microbiote de l’organisme humain et un réservoir d’activités enzymatiques essentiel pour la digestion et la physiologie humaines. À ce titre, il influe sur la santé.
Ce microbiote et son hôte humain sont un exemple de symbiose mutualiste (coopération entre différentes sortes d’organismes impliquant un avantage pour chacun) et de commensalisme. Il peut réguler l’expression de certains gènes de l’hôte, ce qui fait évoquer des relations symbiotiques avancées1,2.
Chez un individu en bonne santé, l’activité métabolique de ce microbiote en fait l’équivalent d’un organe à part entière dans la physiologie humaine. Il est impliqué dans la maturation du système immunitaire de l’hôte et la maturation de son épithélium intestinal3. Il intervient dans de nombreuses voies métaboliques fondamentales comme la fermentation des sucres et des protéines ainsi que le métabolisme des acides biliaires et des xénobiotiques4.
En matière de nutrition, il permet aux systèmes digestifs de fermenter les fibres alimentaires et il synthétise des vitamines essentielles5,6.
En cas de dysbiose c’est‐à‐dire un changement dans la composition ou la stabilité des populations bactériennes de l’intestin, le microbiote peut être associé à des maladies métaboliques tels que diabète de type 2, obésité ou maladies cardiovasculaires. Par ailleurs, certaines composantes du microbiote ont été associées aux maladies inflammatoires chroniques de l’intestin telles que la maladie de Crohn ou la rectocolite hémorragique7,8,9, mais aussi au développement d’allergies10 et au cancer colorectal11.
Bien que les recherches aient progressé depuis les années 2000, grâce aux techniques de séquençage haut débit du matériel génétique, la connaissance dans ce domaine est encore exploratoire et scientifiquement incomplète. Ces hypothèses scientifiques ouvrent des pistes prometteuses, que la vulgarisation scientifique et médiatique simplifie parfois sous le terme de « deuxième cerveau »12)… ] – Lire l’article complet sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Microbiote_intestinal_humain ].
[Stress oxydatif ou Stress oxydant : selon Wikipédia, « Le stress oxydant, appelé aussi stress oxydatif (anglicisme) ou pression oxydative, est un type d’agression des constituants de la cellule. Il apparait quand des espèces réactives oxygénées1 (ou radicaux libres) et/ou des espèces réactives oxygénées et azotées oxydant pénètrent la cellule ou s’y forment ; ces molécules sont instables et très cytotoxiques car elles « oxydent » d’autres molécules en leur soustrayant un électron ce qui les rend à leur tour instables2.
Ces espèces peuvent être ou non des radicaux. Les trois plus connues sont l’anion superoxyde (O2•–), le radical hydroxyle (HO• et le peroxyde d’hydrogène (H2O2) ; ce peroxyde d’hydrogène naturellement produit par le métabolisme cellulaire, en présence de fer (sous forme ionique, fer ferreux Fe2+) produit des radicaux hydroxyle (réaction de Fenton) intracellulaires très toxiques, mais dans une cellule saine il est neutralisé presque en temps réel par du glutathion (qui le transforme en eau)2…
| Sources de pressions oxydantes : |
|---|
| alcool, tabac |
| déséquilibre alimentaire (manque de fruits et légumes) |
| ensoleillement, rayonnements |
| pollution, pesticides, ozone |
| infections, surcharge en fer |
| médicaments, pilule contraceptive |
| exercice intense ou mal géré |
Les espèces réactives oxygénées (abréviation anglaise : ROS) et leur système de détoxification (version simplifiée). SOD : superoxyde dismutase, GSH-peroxydase : glutathion peroxydase. Si ce système est submergé, il y a une situation de stress oxydant… - Source de l’article complet : https://fr.wikipedia.org/wiki/Stress_oxydant].
Suite de l’article traduit
Dans l’étude de suivi, les chercheurs ont analysé le tissu hépatique des mêmes rats pour voir si des dommages avaient effectivement eu lieu. Ils ont effectué certains des tests standard que les autorités de réglementation exigent de l’industrie des pesticides pour obtenir l’autorisation de mise sur le marché de leurs produits, à savoir la biochimie du sang et l’histopathologie (examen microscopique des tissus) des reins et du foie.
Ils ont également effectué des tests approfondis (profilage moléculaire) qui ne sont pas exigés par les régulateurs ou pas généralement effectués par l’industrie. Un type de test a recherché les effets indésirables à un niveau moléculaire profond du fonctionnement biologique par l’analyse de l’expression des gènes (transcriptomique) et de l’épigénétique (méthylation de l’ADN) dans le foie et les reins. Un autre type de test, utilisant des lignées cellulaires spécialisées génétiquement modifiées, était destiné à mettre en évidence les changements de fonction liés à la formation de cancers. En outre, les chercheurs ont effectué des tests permettant de détecter les dommages directs à l’ADN.
[Transcriptomique : selon Wikipédia, « La transcriptomique est l’étude de l’ensemble des ARN messagers produits lors du processus de transcription d’un génome. Elle repose sur la quantification systématique de ces ARNm, ce qui permet d’avoir une indication relative du taux de transcription de différents gènes dans des conditions données. Plusieurs techniques permettent d’avoir accès à cette information, en particulier celle des puces à ADN, celle de la PCR quantitative ou encore celle du séquençage systématique d’ADN complémentaires… - Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Transcriptomique].
[Méthylation de l’ADN : selon un extrait d’un article Wikipédia > Rôle dans les cellules vivantes – « La méthylation de l’acide désoxyribonucléique (ADN) est un processus épigénétique dans lequel certaines bases nucléotidiques peuvent être modifiées par l’addition d’un groupement méthyle. Cette modification de l’ADN est effectuée par des enzymes particulières appelées DNMTs pour ’DNA methyl-transferase’. Chez l’humain il en existe 4, Dnmt1 qui est une méthyl-transferase de maintien dont le rôle principal est de maintenir la méthylation sur les deux brins d’ADN lors de la réplication, Dnmt2 dont le rôle est encore incertain et DNMT3A et 3b qui partagent une forte homologie et dont le rôle principal est d’ajouter de nouvelles marques de méthylation sur l’ADN (on parle de ’de novo DNA methyl-transferase’)3.
Selon les espèces, plusieurs types de nucléotides méthylés peuvent être rencontrés, principalement les cytosines et les adénines. Chez les vertébrés, le mécanisme est une méthylation de la cytosine en 5-méthylcytosine4 dans les séquences C-G de l’ADN. Chez d’autres espèces, les séquences de méthylation peuvent être différentes. Chez les bactéries, la méthylation peut intervenir sur les cytosines, mais aussi sur la position N6 des adénines, au niveau de séquences 5’-GATC-3’ (site dam) grâce à la méthylase de Dam qui reconnaît l’ADN hémiméthylé. Normalement tous les sites GATC du génome d’E. coli sont méthylés.
La méthylation joue un rôle sur divers processus cellulaires : la synchronisation de la réplication du chromosome chez les bactéries ainsi que le marquage du soi, la réparation des mésappariements dans l’ADN (mismatch repair) et aussi sur le niveau d’expression du gène. La méthylation protège notamment les procaryotes des éléments génétiques mobiles tels que les bactériophages. Le système RM des procaryotes est un système qui permet d’identifier l’ADN du bactériophage qui n’est pas méthylé et de le cliver.
La relation méthylation/expression peut être complexe : selon les lignées, une faible méthylation favorise la transcription mais une forte méthylation va au contraire l’inhiber. Chez les eucaryotes, lorsque le promoteur d’un gène est méthylé, le gène en aval est en général réprimé et n’est donc plus transcrit en ARNm.
La méthylation de l’ADN agit comme un ’patron’ qui conditionne l’expression des gènes dans chaque cellule. Ce patron épigénétique est largement programmé et imprimé dans les différentes cellules au cours du développement embryonnaire. Chez les mammifères, le processus de méthylation de l’ADN est de plus influencé ensuite par des facteurs environnementaux : sociaux, nutritionnels et toxicologiques5. La méthylation de l’ADN est reconnue comme étant un processus réversible mais les mécanismes exacts de déméthylation sont encore incertains. La voie la mieux caractérisée fait intervenir un processus en plusieurs étapes passant tout d’abord par l’hydroxylation des méthylcytosines via des enzymes de la famille TET. Une autre voie découverte plus récemment de déméthylation implique l’enlèvement de la cytosine méthylée et son remplacement par une cytosine non méthylée, par le biais du système de base excision repair et des enzymes de la famille TDG].
[Méthylation des histones - Chez les eucaryotes, il existe divers mécanismes de méthylation des histones, résultant en des changements de compaction de la chromatine (euchromatine, hétérochromatine) qui influent sur l’expression génétique. Source de ces extraits : https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thylation].
Suite de l’article traduit
Le Roundup provoque la stéatose hépatique : c’est confirmé
Les tests standards, à savoir l’histopathologie et l’analyse biochimique du sang, ont révélé des effets néfastes du traitement au Roundup, à savoir une augmentation dose-dépendante et statistiquement significative de la stéatose hépatique et de la mort des cellules du foie.
La découverte d’une stéatose hépatique due à l’exposition à la formulation MON 52276 de Roundup a confirmé l’observation antérieure des mêmes chercheurs selon laquelle une dose ultra-faible d’une autre formulation de Roundup, Roundup Grand Travaux Plus, administrée à la même souche de rats Sprague-Dawley sur une période de 2 ans, a provoqué une stéatose hépatique non alcoolique.
Une augmentation des lésions hépatiques et rénales a également été détectée chez les animaux traités au glyphosate, bien que cela n’ait pas atteint la signification statistique. Toutefois, les auteurs ont fait remarquer qu’une expérience de plus longue durée utilisant un plus grand nombre d’animaux aurait pu aboutir à une signification statistique.
[Stéatose hépatique : selon Wikipédia, « Stéatose hépatique - Ne doit pas être confondu avec Stéatose hépatique non alcoolique. Stéatose hépatique >
« La stéatose hépatique est une lésion du foie correspondant à la surcharge de graisse dans le cytoplasme des hépatocytes. La prévalence de la stéatose hépatique est estimée entre 20 %1 et 30 %2 dans les pays développés. Il s’agit donc d’une pathologie extrêmement fréquente. Sa prévalence tend de plus à augmenter2 parallèlement à l’accroissement de la population obèse ou diabétique… » - Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/St%C3%A9atose_h%C3%A9patique ].
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Les tests non standardisés sont les plus révélateurs
Ce qui est inquiétant pour la santé publique, c’est que les tests de profilage moléculaire non standard, qui ne sont pas exigés par les organismes de réglementation des pesticides, ont été les plus révélateurs. [Voir par exemple Comment se déroule un test moléculaire ? - Biomarqueurs et ...https://www.e-cancer.fr › Se-faire-soigner › Traitements « Le séquençage de l’ADN ou de l’ARN qui identifie les mutations ou les translocations survenues dans les gènes. Les tests moléculaires sont effectués par des ...].
Tout d’abord, on a constaté que le Roundup modifiait l’expression de 96 gènes dans le foie, spécifiquement liés aux lésions de l’ADN et au stress oxydatif, ainsi qu’à la perturbation des rythmes circadiens ou ’horloges corporelles’. L’expression des gènes les plus affectés dans le foie était également modifiée de manière similaire dans les reins. Il est important de noter qu’un ensemble de gènes dont l’expression a été modifiée par le Roundup a été modifié de la même manière chez les animaux traités au glyphosate. Cela suggère fortement que les changements clés dans la fonction des gènes reflétant le stress oxydatif et les dommages à l’ADN étaient dus au glyphosate et non aux substances supplémentaires (adjuvants) présentes dans la formulation du Roundup.
Deuxièmement, on a constaté que les dommages directs à l’ADN du foie augmentaient avec l’exposition au glyphosate. Ces résultats constituent potentiellement une bombe qui pourrait mettre fin à l’autorisation du glyphosate dans l’UE. En effet, le règlement européen sur les pesticides (1107/2009) prévoit ce que l’on appelle des critères de coupure fondés sur le danger. Cela signifie que s’il est démontré qu’un ingrédient actif de pesticide cause un certain type de dommage à la santé, quelle que soit la dose, il doit être interdit. L’un des types de dommages cités est celui de l’ADN. La découverte que le glyphosate seul endommage l’ADN d’un animal vivant devrait, si les régulateurs respectent la loi, entraîner l’interdiction du glyphosate.
Troisièmement, on a découvert que le glyphosate et le Roundup provoquent des changements épigénétiques connus sous le nom de méthylation de l’ADN. L’épigénétique décrit des couches de structures moléculaires associées à l’ADN qui contrôlent la fonction sous-jacente des gènes. Les changements épigénétiques se caractérisent par le fait qu’ils peuvent modifier le fonctionnement des gènes sans pour autant modifier la séquence d’ADN proprement dite. Ces types de changements ont été trouvés sur plus de 5 000 sites génomiques pour le glyphosate et plus de 4 000 pour le Roundup. Il s’agit d’une préoccupation car ces altérations sont généralement trouvées à une fréquence élevée dans les tissus cancéreux.
Cancer
Les chercheurs ont effectué d’autres tests en laboratoire sur des lignées cellulaires de souris, qui sont conçues pour mettre en évidence les effets pouvant conduire à la formation de cancers. Le glyphosate et trois formulations de Roundup ont été évalués dans ces lignées cellulaires expérimentales. Il a été constaté que deux formulations de l’herbicide Roundup, mais pas le glyphosate, activaient le stress oxydatif et les réponses aux protéines mal repliées, deux marqueurs clairs de la cancérogénicité.
La fin de l’expérimentation animale n’est pas encore possible
Il est intéressant de noter que le glyphosate endommage l’ADN chez les animaux vivants, mais pas dans le système de culture cellulaire. Cela montre que les tests in vitro (tests de laboratoire qui ne sont pas effectués sur des organismes vivants) ne peuvent pas se substituer entièrement aux tests effectués sur un animal vivant, car certains effets ne sont pas détectés. En effet, les animaux (y compris les humains) sont des organismes entiers dont la complexité ne peut être reproduite dans une fiole, une boîte de Pétri ou un tube à essai. Alors que de nombreuses personnes (dont GMWatch) aimeraient voir la fin des tests sur les animaux, tant que les pesticides et autres produits chimiques sont autorisés à être libérés dans l’environnement, une telle décision mettrait la santé publique en danger.
La spécialité commerciale Roundup est plus toxique que sa matière active le glyphosate
En résumé, en général, le Roundup s’est révélé plus toxique que le glyphosate, confirmant et renforçant les observations précédentes. Cependant, pris dans leur ensemble, les résultats des différents tests effectués montrent que les herbicides glyphosate et Roundup activent tous deux des mécanismes impliqués dans le développement du cancer, en provoquant des modifications de l’expression génétique reflétant le stress oxydatif et les dommages à l’ADN. De plus, le glyphosate seul était clairement capable d’induire des dommages à l’ADN.
Ces résultats remettent directement en question la pratique réglementaire mondiale consistant à n’évaluer que l’ingrédient actif déclaré pris isolément (glyphosate) et non pas les formulations commerciales complètes (Roundup) telles qu’elles sont vendues et utilisées.
L’étude rapportée ici souligne également le pouvoir des méthodes ’omiques’ de profilage moléculaire approfondi pour détecter des changements qui ne sont pas détectés en se basant uniquement sur les mesures biochimiques et histopathologiques conventionnelles effectuées dans le cadre de tests industriels standardisés sur les ingrédients actifs des pesticides. L’étude ouvre la voie à de futures recherches en identifiant les changements d’expression génétique et les sites de méthylation de l’ADN modifiés, qui peuvent servir de biomarqueurs et de prédicteurs potentiels de résultats négatifs pour la santé résultant de l’exposition aux herbicides à base de glyphosate.
Étudier les effets du Roundup sur la santé humaine
Commentant les implications des résultats, le Dr Michael Antoniou, responsable de l’étude, a déclaré : ’Les biomarqueurs que nous avons identifiés peuvent être testés chez l’homme, mais nous ne savons pas si ce modèle particulier de biomarqueurs est unique à l’exposition aux herbicides à base de glyphosate. Il faudrait donc corréler les biomarqueurs avec un historique d’exposition aux herbicides à base de glyphosate et des mesures de glyphosate dans l’urine.
’Si des niveaux élevés de glyphosate étaient trouvés dans l’urine, et que cela correspondait aux biomarqueurs identifiés dans la nouvelle étude et aux antécédents de la personne en matière d’exposition aux herbicides à base de glyphosate, cela indiquerait que l’exposition aux herbicides à base de glyphosate pourrait être responsable de tout effet sur la santé qui est à la fois indiqué par nos résultats et trouvé chez la personne. Ces conclusions devraient d’abord être testées par des enquêtes sur les applicateurs d’herbicides, car leur exposition peut être élevée et les détails des herbicides particuliers utilisés sont souvent enregistrés, ce qui permettrait d’obtenir des résultats plus clairs.’
Des doses considérées comme ’sûres’ et ’sans effet’ se sont en fait révélées nocives
Dans l’étude pendant 90 jours sur l’alimentation des rats, différents groupes d’animaux ont reçu trois doses différentes de glyphosate et la dose équivalente au glyphosate de Roundup MON 52276. La dose la plus faible correspondait à la concentration que les autorités réglementaires considèrent comme sûre à ingérer quotidiennement pendant toute une vie (dose journalière admissible ou DJA de l’UE : 0,5 mg par kg de poids corporel par jour). La dose intermédiaire est celle dont les autorités européennes ont conclu qu’elle n’avait pas d’effet nocif observable (dose sans effet nocif observable ou NOAEL) dans les études d’alimentation des rats parrainées par l’industrie (50 mg par kg de poids corporel par jour). La dose la plus élevée était de 175 mg, la dose que les régulateurs américains ont conclue comme n’ayant aucun effet nocif observable.
Des effets néfastes ont été constatés suite à l’exposition au Roundup à tous les niveaux de dose, de manière dose-dépendante. Ces résultats montrent que la DJA de glyphosate pour l’UE n’est pas sûre à ingérer si elle fait partie d’un herbicide formulé - comme c’est le cas pour les expositions publiques aux herbicides. De même, cela montre que les régulateurs européens et américains n’ont pu conclure que le glyphosate n’avait ’aucun effet nocif observable’ aux niveaux mentionnés ci-dessus que parce que les tests qu’ils demandent à l’industrie de réaliser sont inadéquats et insuffisamment sensibles.
Implications pour les litiges relatifs au Roundup et au cancer
Résumant les implications de la nouvelle étude, le Dr Antoniou a déclaré : ’Nos résultats sont les premiers à montrer simultanément la toxicité du glyphosate et du Roundup dans un système modèle mammifère entier et à fournir un mécanisme - le stress oxydatif - par lequel les dommages à l’ADN ont été observés dans d’autres systèmes, tels que les cellules de culture de tissus de mammifères.
’Ces résultats ont des implications pour les litiges Roundup/cancer aux États-Unis. Elles montrent que le glyphosate et le Roundup obtiennent des résultats positifs dans divers tests de cancérogénicité (modifications du transcriptome/épigénome, stress oxydatif, mauvais repliement des protéines et dommages à l’ADN) chez un animal vivant (le rat) qui est accepté comme substitut des effets sur la santé humaine. À mon avis, cela renforce l’argument selon lequel l’exposition aux herbicides Roundup peut conduire au type de cancer dont souffrent de nombreux plaignants, le lymphome non hodgkinien.’
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La nouvelle étude est intitulée : In-depth comparative toxicogenomics of glyphosate and Roundup herbicides : histopathology, transcriptome and epigenome signatures, and DNA damage.
Auteurs : Robin Mesnage, Mariam Ibragim, Daniele Mandrioli, Laura Falcioni, Fiorella Belpoggi, Inger Brandsma, Emma Bourne, Emanuel Savage, Charles A Mein, Michael N Antoniou.
bioRxiv, doi : https://doi.org/10.1101/2021.04.12.439463
Posted April 13, 2021. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.04.12.439463v1
King’s College London – Thunder Burst
Résumé
Contexte - Les effets sur la santé de l’exposition aux herbicides à base de glyphosate font l’objet d’un débat intense. La toxicité, y compris la génotoxicité du glyphosate seul a été testée à plusieurs reprises au cours des 40 dernières années. En revanche, peu d’études ont mené des investigations comparatives entre le glyphosate et ses formulations herbicides commerciales, comme le Roundup. Nous avons donc réalisé la première évaluation toxicogénomique comparative approfondie du glyphosate et d’une formulation typique du Roundup de l’Union européenne en déterminant les altérations des profils du transcriptome et de l’épigénome.
[Génotoxicité : définition et propriétés selon ‘techniques-ingenieur.fr/’ - Toxicité qui s’exerce sur le matériel génétique des cellules (ADN) pouvant conduire à des mutations.
On dit d’une substance qu’elle est génotoxique lorsqu’elle est susceptible d’entraîner un dysfonctionnement ou une altération du génome en endommageant l’ADN, le matériel génétique des cellules. Les principales conséquences de la génotoxicité sont des pathologies héréditaires et plus particulièrement des cancers puisque ceux-ci dérivent d’une modification génétique. Si la génotoxicité s’exprime chez les descendants, c’est soit parce que les produits génotoxiques modifient la structure directement au niveau des spermatozoïdes et des ovocytes, soit parce qu’ils interviennent plus tardivement au cours de l’embryogenèse ou du développement. Ils provoquent alors des mutations et peuvent impacter les cellules en agissant sur leur ADN. Ce sont ces changements d’ADN qui peuvent être à l’origine de l’apparition d’un cancer. Les principaux éléments responsables de génotoxicité sont des substances et des rayonnements. Les substances génotoxiques sont des produits chimiques qu’on peut par exemple retrouver dans l’eau potable du robinet, notamment les agents organohalogénés (bromés ou chlorés), les principaux étant les trihalométhanes, les acides acétiques, les cétones ou encore les hydroxyfuranones. La présence de ces composés génotoxiques peut s’expliquer par une contamination d’origine industrielle, agricole ou domestique de l’eau brute.
À noter que la formation de composés mutagènes au cours de la réaction de chloration des substances humiques (issues de la dégradation biologique de déchets naturels végétaux et animaux) est vraisemblablement liée à la rupture des structures phénoliques. Aussi, les composés aromatiques contenant ce type de phénols constituent de bons précurseurs des composés organohalogénés qui sont des substances mutagènes. Mais il existe de nombreuses autres substances génotoxiques, notamment dans la fumée de cigarette (benzopyrène en tête), le bromure d’éthidium (ou BET, employé dans les laboratoires de biologie moléculaire), le dichlorométhane qui est un solvant, le trichloréthylène (un autre solvant très courant), etc. Les rayonnements génotoxiques, eux, sont des rayonnements magnétiques (ou rayonnements ionisants) ou même les rayons UV. Le rayonnement cosmique est un rayonnement ionisant d’origine naturelle, ce qui n’enlève rien à sa dangerosité, mais la radioactivité peut aussi être d’origine artificielle. Dans un cas comme dans l’autre, l’énergie dégagée est suffisamment importante pour pénétrer dans les cellules et interagir avec leurs constituants et notamment l’ADN. Même si l’organisme est capable de lutter contre la cytotoxicité qui en découle, cela n’est pas possible en cas d’exposition à de fortes doses (catastrophe de Tchernobyl par exemple). Source : https://www.techniques-ingenieur.fr/glossaire/genotoxicite ].
Méthodes
Le glyphosate et la formulation commerciale de référence de l’Union européenne Roundup MON 52276 (tous deux à une concentration équivalente à 0,5, 50, 175 mg/kg pc/jour de glyphosate) ont été administrés à des rats dans une étude de toxicité subchronique pendant 90 jours. Une biochimie clinique standard et une histopathologie des reins et du foie ont été réalisées. En outre, une analyse transcriptomique et un profilage de la méthylation de l’ADN du foie ainsi qu’une analyse sélective de l’expression génique des reins ont été réalisés. En outre, un panel de six lignées de cellules souches rapporteuses embryonnaires de souris validées pour identifier les résultats cancérigènes (dommages à l’ADN, stress oxydatif et mauvais repliement des protéines) a été utilisé pour fournir un aperçu des mécanismes sous-jacents à la toxicité du glyphosate et de 3 formulations de Roundup.
Résultats
L’histopathologie et l’analyse de la biochimie sérique ont montré que le traitement au MON 52276, mais pas au glyphosate, était associé à une augmentation statistiquement significative de la stéatose et de la nécrose hépatiques. Des lésions similaires étaient également présentes dans le foie des groupes traités au glyphosate mais pas dans le groupe témoin. Le MON 52276 a modifié l’expression de 96 gènes dans le foie, les fonctions biologiques les plus affectées étant l’activation de TP53 par les dommages à l’ADN et le stress oxydatif ainsi que la régulation des rythmes circadiens. Les gènes les plus affectés dans le foie ont également vu leur expression modifiée de manière similaire dans les reins. Le profilage de la méthylation de l’ADN du foie a révélé 5 727 et 4 496 sites CpG qui étaient différentiellement méthylés entre le groupe témoin et le groupe de rats exposés au glyphosate et au MON 52276, respectivement. La mesure des dommages directs à l’ADN par la formation de lésions apuriniques/apyrimidiniques dans le foie était accrue par l’exposition au glyphosate. Les évaluations mécanistiques ont montré que deux herbicides Roundup, mais pas le glyphosate, activaient le stress oxydatif et les réponses aux protéines mal repliées.
Conclusions
Dans l’ensemble, les résultats de notre étude montrent que les herbicides Roundup sont plus toxiques que le glyphosate, qu’ils activent des mécanismes impliqués dans la cancérogenèse cellulaire et qu’ils provoquent des changements dans l’expression des gènes reflétant des dommages à l’ADN.
Cela met en évidence la puissance des méthodes ’omiques’ à haut débit pour détecter les changements métaboliques, qui seraient manqués en se basant uniquement sur les mesures biochimiques et histopathologiques conventionnelles.
Notre étude ouvre la voie à de futures investigations en rapportant un panel de changements d’expression génique et de sites de méthylation de l’ADN, qui peuvent servir de biomarqueurs et de prédicteurs potentiels de résultats négatifs pour la santé résultant de l’exposition à des herbicides à base de glyphosate.
GMWatch : Anti-biotech ’news hub’ goal is to ’remove all GMO crops and food’ | Genetic Literacy Project
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Annexe - Les sciences « omiques » ? Du nouveau pour la biologie moléculaire et pour la planète - 16 décembre 2018, 21:26 CET – Document ‘theconversation.com/’
En 1944, quand Erwin Schroedinger publia son fameux essai « What is life ? » qui révolutionna la vision moléculaire du vivant, on était très loin de s’imaginer où nous conduirait la dynamique qu’il avait lancé en faisant de la biologie moléculaire une science transversale respectant in fine les principes énergétiques de la planète.
La nouvelle discipline s’est articulée autour de la biochimie et de la génétique, avec les apports de la physique, de la chimie et de la biologie. La bactérie Escherichia coli et ses virus, les coliphages, servirent alors de modèle de référence pour établir entre les années 1950 et 1960 le dogme central de la biologie moléculaire : la compréhension des mécanismes de fonctionnement de la cellule, protégée de l’extérieur grâce à ses membranes lipidiques, et du rôle des acides nucléiques -ADN et ARN pour la synthèse des protéines.
A l’époque, le biologiste de laboratoire en était encore à l’ère artisanale dans ses pratiques quotidiennes, assisté par des authentiques compagnons, verriers, électriciens, mécaniciens… 75 ans plus tard, les acquis de la biologie moléculaire ont atteint un niveau inouï de complexité. Ils fondent ce qui est désormais l’industrie du vivant.
Cette évolution majeure a été rendue possible par une accélération énorme des progrès technologiques, de la mise en commun des connaissances acquises et de la croissance de la masse critique des chercheurs et chercheuses engagé·e·s dans cette interface multidisciplinaire. Les moyens mis en jeu pour la médecine ont aussi beaucoup contribué à intégrer la biologie moléculaire pour explorer le contexte cellulaire et physiologique de l’être humain. C’est évidemment notre propre organisme examiné à la loupe de la biologie moléculaire qui nous intéresse, plutôt que la modeste Escherichia coli.
« Omique » : de quoi parle-t-on ?
Ces dernières années, chimie, physique et informatique ont permis de développer des technologies dites « omiques ». Il s’agit de mettre en œuvre une ingénierie d’analyse systématique du contenu du vivant à l’échelle moléculaire. En macromolécules ADN (génomique) ; ARN (transcriptomique) ; protéines (protéomique) ; métabolites cellulaires (métabolomique) ; lipides (lipidomique). Une plate forme de services technologiques adaptés et fonctionnant à la demande peut désormais, à partir de n’importe quel échantillon contenant de la matière organique, réaliser une méta-analyse de type « omique ».
L’ère « omique » débute en fanfare au début des années 2000 avec l’annonce du séquençage complet de l’ADN du génome humain. Le matériel génétique de l’espèce humaine, codé dans l’ADN a été déchiffré avec ses 3 milliards de nucléotides selon une séquence précisément agencée entre les 4 nucléotides A,T,G et C le long des 23 paires de chromosomes.
Les chercheurs ont poursuivi leurs investigations sur l’ARN et les protéines. Dans les cellules humaines, protéome et transcriptome sont maintenant analysés à partir des milliards de copies traduites (protéome) de tout ou partie des environ 20 000 protéines identifiées et des copies d’ARNs transcrits (transcriptome) représentant des centaines de millions de molécules (quantité extrapolée à partir d’Escherichia coli).
https://images.theconversation.com/files/250031/original/file-20181211-76962-1qiim0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clipDiagrammes de Voronoï à partir de l’analyse protéomique de plusieurs organismes modèles. (En haut) Protéocartes annotées par catégorie fonctionnelle. (En bas) Mêmes diagrammes annotés avec les noms des gènes. Adapté de W. Liebermeister et coll., Proc. Natl. Acad. Sci., 111 :8488, 2014._, Author provided
La découverte de la présence massive dans nos organismes d’une grande diversité de microbes incluant les virus est aussi un des résultats majeurs de ces méta-analyses. Le corps humain contient autant de bactéries, toutes espèces confondues que de cellules humaines (environ 40 trillions… Soit 200 grammes pour un individu de 70 kg), et non pas 10 fois plus comme encore souvent annoncé. Les approches « omiques » ont révolutionné la caractérisation de ce microbiote humain.
Dans le domaine de la biodiversité, les technologies « omiques » ont permis d’en savoir plus sur le nombre d’espèces. Le plancton marin, par exemple : la métagénomique a révélé une immense biodiversité microbienne à la surface des océans représentants des 3 règnes primaires (eucaryotes à l’état de protistes, bactéries et archées), sans oublier la multitude de virus qui leurs sont associée. Récemment une analyse métatranscriptomique des protistes prélevés par 68 stations marines du réseau Tara a identifié pour ces microorganismes un total de 116 millions de transcrits d’ARN, témoignant d’une biodiversité inimaginable.
Biologie des systèmes
Ces exemples qui frappent l’esprit illustrent à quel point la voie du réductionnisme qui fut longtemps une force motrice essentielle pour conduire les recherches en biologie moléculaire a été débordée par la complexité du vivant et par la multitude d’innovations à la croisée des chemins entre informatique et biotechnologie, entre académie et « start-up », sous l’influence de la Californie et du Massachusetts.
Dans ce cadre complexe et délicat à appréhender, se dégage une voie nouvelle pour la biologie : on pourrait l’appeler « postomique » et souligner sa vision nécessairement holistique pour traiter du global et du détail en même temps. Nous sommes entrés dans l’ère de la biologie des systèmes. De fait, l’écologie scientifique, enjeu majeur pour le futur de la planète, s’intéresse de plus en plus aux informations moléculaires accessibles pour influencer la pertinence de ses modèles à l’échelle des écosystèmes. On a cité deux exemples : le plancton marin avec, notamment, sa capacité à produire 50 % de l’oxygène planétaire ; la flore intestinale avec son impact évident sur la santé humaine. Le tout est à replacer dans le cadre de la biomasse planétaire récemment évaluée à environ 550 gigatonnes de carbone.
Diagrammes de Voronoï de la biomasse planétaire. A) Biomasse des principaux taxons du monde vivant ; B) Biomasse des taxons animaux. D’après Y. M. Bar-On et coll., Proc. Natl. Acad. Sci. 115 :6506, 2018., Author provided
Face à l’émergence de ces incroyables métadonnées, « macro-micro », le modèle de recherche scientifique toujours en vogue dans beaucoup d’universités et d’organismes de recherche limite terriblement la marge de manœuvre. Cela perdurera tant que l’on restera dans un esprit de court terme, en grande partie fondé sur une compétition entre chercheurs générant trop de pression, de précarité et d’échec. Pour être à la hauteur de sa mission de long terme, le scientifique doit vite retrouver une perspective ouvrant sur un avenir plus fécond, collaboratif et participatif.
Revenons aux sciences « omiques » et à leur utilité pour le futur. Elles peuvent aider à l’émergence de concepts prometteurs comme le biomimétisme. La grande idée est de faire en sorte que l’économie et l’écologie n’aillent plus l’une sans l’autre]. Pourra alors s’ouvrir une nouvelle ère bio-inspirée. La « postomique » à l’échelle mésoscopique est bien au cœur d’un futur fondé sur des sciences et des technologies qui permettent le mieux pour l’humanité et la planète. La toile d’araignée contre le plastique.
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Traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 21/05/2021
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