Effets du CL-20 chez la caille japonaise (Coturnix coturnix japonica) et la purification d'une GST capable de métaboliser le CL-20

Bardai, Ghalib Karim (2006). « Effets du CL-20 chez la caille japonaise (Coturnix coturnix japonica) et la purification d'une GST capable de métaboliser le CL-20 » Mémoire. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en biologie.

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Résumé

L'hexanitrohexaazaisowurtzitane ou CL-20 est un nouveau composé énergétique présentement à l'étude pour fin d'utilisation militaire. Le RDX (hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine) et le HMX (octahydro-1,3,5,7-tétranitro-1,3,5,7-tétrazocine) sont des contaminants couramment retrouvés dans le sol des sites militaires. La toxicité de ces deux derniers nitramines sur les espèces de vertébrés terrestres, tel que les mammifères, les amphibiens et les oiseaux, est de plus en plus documentée. Le CL-20 est un nitramine polycyclique caractérisé par des liens N-NO₂, ce qui est comparable au RDX et au HMX qui sont deux composés nitramines monocycliques. Étant donné leurs structures chimiques similaires, nous avons émis l'hypothèse que les effets du CL-20 sur les oiseaux seraient aussi semblables à ceux du RDX. Au cours de la présente étude, nous avons évalué les effets toxiques du CL-20 sur un gallinacé, la caille japonaise (Coturnix coturnix japonica) exposée à des doses journalières et répétées de CL-20. En premier lieu, un test sub-aigu de 14 jours a été réalisé, durant lequel les oiseaux ont subi des gavages répétés pendant les premiers 5 jours suivis de 10 jours sans exposition au CL-20 (diluant seulement). Dans un deuxième temps, un test nutritionnel sub-chronique a été réalisé sur une période de 42 jours. Au cours de ces deux études, aucun effet toxique n'a été observé chez les oiseaux exposés au CL-20. Par contre, une augmentation du poids du foie, des niveaux du sodium plasmique et de la créatinine ont été observés chez les oiseaux ayant reçu les doses de CL-20 les plus élevées. L'analyse du plasma et de certains organes vitaux des cailles (foie, cerveau, coeur et rate) a montré que le CL-20 n'était pas présent dans ces tissus, suggérant que le CL-20 pourrait être biotransformé in vivo. Au cours de l'étude nutritionnelle sub-chronique, le poids des embryons a significativement et proportionnellement diminué en fonction de la dose de CL-20. Les embryons des oiseaux exposés au CL-20 présentaient plusieurs malformations congénitales (autant crâniennes que faciales), telles que des courbures du bec, l'hypertrophie du cerveau moyen et le développement d'un seul côté du visage couplé à une micro-opthalmie (comparaison non statistique avec les embryons contrôles). Le nombre d'oeufs pondus par femelle tendait aussi à diminuer avec l'augmentation de la dose. Ces résultats suggèrent que le CL-20 aurait un effet sur le foie des femelles adultes. Le développement des embryons d'oiseaux diffère de celui du foetus de mammifères en ce sens que 90% de l'énergie requise par l'embryon d'oiseau provient de la β-oxydation des acides gras dérivés des lipides vitellins. Les lipides vitellins sont produits par le foie maternel et transmis aux oocytes en croissance, servant de source d'acides gras pour l'embryon. Ainsi, il est possible que les effets du CL-20 sur le foie maternel (via le métabolisme des acides gras et des composés xénobiotiques) conduisent à des effets nuisibles sur le développement de l'embryon qui est intimement lié au vitellus maternel. Notre hypothèse principale de travail est que le foie de caille pourrait contenir une ou des enzymes capable de biotransformer le CL-20. Nos résultats avec le cytosol total indiquent que la disparition du CL-20 est inhibée in vitro par l'acide éthacrynique ou un produit analogue au GSH, le s-octylglutathione, qui est une enzyme GST. La purification et la caractérisation de la glutathione S-transférase cytosolique (GST) a été effectuée à partir du foie de caille. L'analyse partielle de la séquence N-terminale a montré que les deux classes de GST alpha et mu de la caille ont une homologie de 100% avec la GST du poulet. Cette enzyme purifiée a pu bio transformer le CL-20 en présence de la glutathione (GSH), un co-facteur obligatoire. Nos résultats suggèrent que la protéine purifiée a bio transformé le CL-20, tel que mis en évidence par la formation concomitante de nitrite (NO₂) et la disparition du CL-20. Nos résultats suggèrent que la biotransformation du CL-20 par GST in vitro, pourrait expliquer la faible toxicité et l'absence de CL-20 in vivo. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Caille japonaise, CL-20, GST, acide éthacrynique.

Type: Mémoire accepté
Informations complémentaires: Le mémoire a été numérisé tel que transmis par l'auteur.
Mots-clés ou Sujets: Écotoxicologie, Caille du Japon, Explosif, Glutathion transferase, Nitramine
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par: RB Service des bibliothèques
Date de dépôt: 28 janv. 2009
Dernière modification: 01 nov. 2014 02:08
Adresse URL : http://www.archipel.uqam.ca/id/eprint/1673

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