The retinoid metabolism of Gammarus fossarum is disrupted by exogenous all-trans retinoic acid, citral, and methoprene but not by the technical formulation of glyphosate
Le métabolisme des rétinoïdes de Gammarus fossarum est perturbé par l'acide rétinoïque exogène, le citral et le méthoprène, mais ne l'est pas par une formulation technique de glyphosate.
Résumé
Over the last decade, fluctuations of retinoids (RETs), also known as vitamin A and derivatives, have proved to be useful biomarkers to assess the environmental chemical pressure on a wide variety of non-target vertebrates. This use of RET-based biomarkers is of particular interest in the non-target sentinel species Gammarus fossarum in which RETs were shown to influence crucial physiological functions. To study and probe this metabolism in this crustacean model, a UHPLC-MS/MS method was developed to 1) identify and 2) monitor several endogenous RETs in unexposed females throughout their reproductive cycle. Then, females were exposed in controlled conditions to exogenous all-trans retinoic acid (atRA) and citral (CIT), a RA synthesis inhibitor, to simulate an excess or deficiency in RA. Perturbation of vitamin A metabolism by pesticides was further studied in response to methoprene (MET), a juvenile hormone analog as well as glyphosate (GLY). The developed method allowed, for the first time in this model, the identification of RA metabolites (all-trans 4-oxo and 13-cis 4-oxo RA), RA isomers (all-trans and 13-cis RA) as well as retinaldehyde (RALD) isomers (all-trans, 11-cis, and 13-cis RALD) and showed two distinct phases in the reproductive cycle. Retinoic acid successfully increased the tissular concentration of both RA isomers and CIT proved to be efficient at perturbating the conversion from RALD to RA. Methoprene perturbed the ratios between RA isomers whereas GLY had no observed effects on the RET system of G. fossarum females. We were able to discriminate different dynamics of RET perturbations by morphogens (atRA or CIT) or MET which highlights the plausible mediation of RETs in MET-induced disorders. Ultimately, our study shows that RETs are influenced by exposure to MET and strengthen their potential to assess aquatic ecosystem chemical status.
Les fluctuations de rétinoïdes (RETs), aussi connus sous le nom vitamine A et dérivés, ont prouvé être des biomarqueurs d’intérêt pour statuer sur la pression chimique des écosystèmes chez un éventail d’espèce non cibles vertébrés. Cet usage de biomarqueurs à base de RETs revêt un intérêt particulier chez l’espèce Gammarus fossarum chez qui les RETs ont été montré comme ayant une implication importante dans certaines fonctions physiologiques. En vue d’étudier et de sonder ce métabolisme dans ce modèle de crustacé, une méthode UHPLC-MS/MS a été développée pour 1) identifier et 2) mesurer plusieurs RETs endogènes dans des femelles gammares tout au long de leur cycle de reproduction. Des femelles ont ensuite été exposées, en conditions contrôlées, à de l’AR tout-trans (AR tt) exogène et au citral (CIT), un inhibiteur de la synthèse de l’AR, en vue de simuler un excès ou une carence en AR. La perturbation des concentrations tissulaires de RETs par les pesticides a été étudiée à la suite d’une exposition au méthoprène (MET), un analogue de l’hormone juvénile ainsi qu’au glyphosate (GLY). La méthode analytique nouvellement mise au point a permis pour la première fois d’identifier les métabolites 13-cis 4-oxo et tout-trans 4-ocxi de l’AR, les isomères tout-trans, et 13-cis de l’AR, ainsi que les isomères tout-trans, 11-cis et 13-cis du RALD dans G. fossarum et a mis en évidence deux phase distinctes du cycle reproductif. Une exposition à l’AR a augmenté les concentrations tissulaires des deux isomères d’AR et le CIT a perturbé la conversation du RALD en AR. Le MET a perturbé les ratios entre les isomères de l’AR, alors que le GLY n’a eu aucune répercussion sur les concentrations tissulaires des RETs étudiés chez les femelles G. fossarum. Nous avons discriminé deux dynamiques de perturbation des RETs par des composés morphogènes, l’AR tt, le CIT et le MET, ce qui suggère une médiation possible des RETs dans les effets causés par le MET. Ultimement, cette étude montre que les concentrations tissulaires de RETs sont influencées par une exposition au MET et renforce leur potentiel en vue d’évaluer la pression chimique des écosystèmes aquatiques.
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