Plateforme de métagénomique METAQUANT.. © Inra, BEAUCARDET William

Les effets cocktails des substances toxiques démontrés in vitro

L’effet cocktail des pesticides

Pour la première fois, une étude démontre expérimentalement un effet cocktail pour un mélange de cinq pesticides trouvés dans l’alimentation humaine. Cela signifie qu’en mélange, ces molécules sont plus toxiques que prises séparément. L’effet mesuré est un endommagement de l’ADN sur des lignées de cellules humaines cultivées in vitro.

Par Pascale Mollier
Mis à jour le 22/11/2016
Publié le 31/08/2016

Le consommateur est régulièrement exposé à de faibles quantités de résidus de pesticides contenus dans l’alimentation. Près de la moitié des échantillons testés en 2008 dans l’UE en contiennent, d’après une étude de l’EFSA. Il s’agit souvent de mélanges de pesticides : 27% des échantillons en contiennent au moins deux, 9% plus de quatre. La question de l’éventuelle synergie d’action entre ces molécules se pose donc depuis longtemps, mais il n’y avait pas eu jusqu’à présent de preuves expérimentales chez l’Homme. C’est maintenant chose faite grâce au test de génotoxicité (1) mis au point dans l’unité ToxAlim de l’Inra de Toulouse.

Un effet de synergie dans l'un des cocktails de pesticides testés

En l’occurrence, il s’agit d’un cocktail de cinq pesticides (2), trouvé principalement dans les fruits et légumes, mais finalement assez peu spécifique. Seules deux des cinq molécules prises isolément ont des effets génotoxiques (3) sur des cellules d’une lignée de foie après 24h d’exposition. Le plus toxique des deux, le fludioxonil, commence à avoir des effets à partir d’une concentration de 4 micromolaire. Or, le mélange équimolaire des cinq composés est génotoxique dès 3 micromolaire, ce qui correspond à 0,6 micromolaire de chaque composé. Il y a donc bien un effet de synergie, puisqu’aucun des cinq composés pris isolément n’est toxique à 0,6 micromolaire. Lorsqu’on teste le mélange dans les proportions réelles trouvées dans l’alimentation (4), les effets toxiques se manifestent à partir de 30 micromolaire du mélange. Comme lors de l’étude du mélange équimolaire, l’effet observé à 30 micromolaire est supérieur à l’effet attendu pour les molécules seules.

Sept cocktails de pesticides sont plus fréquents dans notre alimentation

Sept cocktails ont été testés dans cette étude, ceux auxquels nous sommes le plus fréquemment exposés via notre alimentation. Ils contiennent 25 types de molécules de pesticides différentes, sur les quelque 300 utilisés actuellement en agriculture. Ils ont été déterminés grâce à une étude préalable (5), qui a réalisé un important traitement statistique sur deux types de données : des données de consommation (6) indiquant comment se compose le menu des français, et des données de contamination des aliments par les pesticides (7). Un seul de ces cocktails identifiés a montré une génotoxicité et ce, sur une seule des quatre lignées testées (foie, rein, colon, tissu nerveux).

Mieux discerner les molécules à retirer

« Nos résultats sur lignées cellulaires démontrent un effet génotoxique du fludioxonil et du cyprodinil sur des lignées de cellules humaines de foie, ainsi qu’un effet de synergie entre ces deux molécules conclut Marc Audebert. On ne peut cependant pas extrapoler ces résultats in vivo. Les doses auxquelles nous sommes exposés sont, a priori, bien inférieures aux doses qui seraient toxiques sur un organisme entier, bien qu'on ne puisse pas accéder à ces valeurs sans une certaine marge d’incertitude.

Nos travaux posent avant tout la question des méthodes d’évaluation des molécules potentiellement toxiques que sont les pesticides. Cette évaluation devrait être réactualisée régulièrement au fur et à mesure que de nouveaux tests de toxicité sont mis au point. De plus, les molécules qui révèlent une toxicité, et a fortiori un effet cocktail, devraient être retirées en priorité dans le cadre de plans de réduction d’intrants par exemple. Six des 25 substances testées dans les cocktails ont d’ailleurs été retirées depuis le début de l’étude.

Sur un plan fondamental, nous avons montré que l’effet cocktail existe, incitant à mieux en comprendre le mécanisme. On pense que certains composés peuvent modifier le métabolisme des autres, accélérant la formation des intermédiaires génotoxiques ».

(1)   Ce test permet de quantifier les cassures de l’ADN via un biomarqueur : une histone qui devient phosphorylée lorsque l’ADN est endommagée (voir page d’introduction du dossier).

(2)   Le cocktail est formé de quatre fongicides : cyprodinil, fludioxonil, procymidone, iprodione, et d’un insecticide : lambda-cyhalothrin).

(3)   Effet génotoxique : endommagement de l’ADN.

(4)   42%, de procymidone, 33% d’iprodione, 16% de cyprodinil,  9% de fludioxonil et 1% de lambda-cyhalothrin.

(5)   Programme PERICLES, Anses, Inra unités ToxAlim et Met@risk.

(6)   Enquête Inca2 menée en 2006 sur 4000 individus.

(7)   Données issues des plans de surveillance de la DGCCRF.

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Département(s) associé(s) :
Alimentation humaine, Santé animale
Centre(s) associé(s) :
Occitanie-Toulouse

Référence

Graillot V., Takakura N., Le Hegarat, L., Fessard V., Audebert M. and Cravedi J-P. 2012. Genotoxicity of pesticide mixtures present in the diet of the french population. Environmental and Molecular Mutagenesis 53:173-184.

Un nouveau test de génotoxicité

  Test de génotoxicité sur cellules réalisé en plaque de 96 puits. Les cassures dans l'ADN occasionnées par le produit toxique testé sont mises en évidence par la phosphorylation concomitante d'une histone particulière. En rouge, l'ADN ; en vert, l'histone phosphorylée.. © Inra, Marc Audebert
© Inra, Marc Audebert

Le test de génotoxicité, mis au point par Marc Audebert, consiste à repérer les coupures double-brin dans l’ADN des cellules : dans ce cas, une des histones (1) est phosphorylée. Le test permet de détecter cette phosphorylation au moyen d’anticorps. Il a été développé en plaques de 96 puits, ce qui permet de tester à haut débit de nombreuses combinaisons de substances avec chaque fois, plusieurs concentrations. L’endommagement de l’ADN est caractéristique des cellules précancéreuses et le biomarqueur utilisé dans le test est de plus en plus employé en cancérologie.

(1) Histones : protéines constituant l’environnement de l’ADN et impliquées dans la régulation de l’expression des gènes.