Hydra bioassay for the evaluation of chlordecone toxicity at environmental concentrations, alone or in complex mixtures with dechlorinated byproducts: experimental observations and modeling by experimental design - Aix-Marseille Université Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Environmental Science and Pollution Research Année : 2022

Hydra bioassay for the evaluation of chlordecone toxicity at environmental concentrations, alone or in complex mixtures with dechlorinated byproducts: experimental observations and modeling by experimental design

Bioessai au moyen d'hydres pour l'évaluation de la toxicité du chlordécone aux concentrations environnementales, seul ou en mélange complexe avec des sous-produits déchlorés : observations expérimentales et modélisation par plan d'expérience

Résumé

In chlordecone (CLD)-contaminated soils of the French West Indies, if microbial remediation or a physicochemical remediation process, e.g., in situ chemical reduction, is implemented, concentrations of degradation byproducts, such as hydrochlordecones, are expected to increase in the ecosystems. To study their impact in mixtures with CLD, bioassays were carried out. They consisted in evaluating the regenerative capacity of hydra polyps, from a clone whose phylogenetic analysis confirmed that it belonged to the species Hydra vulgaris Pallas, 1766. Hydra gastric sections were exposed to CLD alone or CLD plus dechlorinated byproducts (CLD-BP) for 96 h to assess regeneration. Based on chromatographic analysis, the CLD-BP mix was composed of the 5-monohydrochlordecone isomer (CAS nomenclature), four dihydrochlordecone isomers, and one trihydrochlordecone isomer representing 50%, 47%, and 3% of the total chromatographic area, respectively. A total of 18 mixtures of CLD and CLD-BP were tested. Six environmental concentrations of CLD (2.10 −4 μM to 4.10 −2 μM) and a similar range of CLD-BP were used. Results from exposures to CLD alone showed the following: (i) a significant decrease in the regenerative capacity of hydra, except at the lowest concentration (2.10 −4 μM); (ii) a concentration-independent deleterious effect. The regeneration scores obtained after the exposure to the addition of CLD-BP were not significantly different from those obtained after exposure to CLD alone. Using an experimental design, a modeling of the regeneration scores of hydra exposed to mixtures is proposed. Interpreted carefully, since they are limited to only one type of bioassay, the present results suggest that the situation in the aquatic environments should not become worse in terms of toxicity, if soil remediation programs resulting in the formation of hydrochlordecones are put in place.
Dans les sols des Antilles françaises contaminés par la chlordécone (CLD), si une remédiation microbienne ou un processus de remédiation physico-chimique, par exemple une réduction chimique in situ, est mise en œuvre, on s'attend à ce que les concentrations de sous-produits de dégradation, tels que les hydrochlordécones, augmentent dans les écosystèmes. Pour étudier leur impact dans les mélanges avec la CLD, des bio-essais ont été réalisés. Ils ont consisté à évaluer la capacité de régénération de polypes d'hydre, à partir d'un clone dont l'analyse phylogénétique a confirmé l'appartenance à l'espèce Hydra vulgaris Pallas, 1766. Des sections gastriques d'hydres ont été exposées à la CLD seule ou à la CLD plus des sous-produits déchlorés (CLD-BP) pendant 96 h pour évaluer la régénération. D'après l'analyse chromatographique, le mélange CLD-BP était composé de l'isomère 5-monohydrochlordécone (nomenclature CAS), de quatre isomères dihydrochlordécone et d'un isomère trihydrochlordécone représentant respectivement 50 %, 47 % et 3 % de la surface chromatographique totale. Au total, 18 mélanges de CLD et de CLD-BP ont été testés. Six concentrations environnementales de CLD (2.10-4 μM à 4.10-2 μM) et une gamme similaire de CLD-BP ont été utilisées. Les résultats des expositions à la CLD seule ont montré ce qui suit : (i) une diminution significative de la capacité de régénération de l'hydre, sauf à la plus faible concentration (2.10-4 μM) ; (ii) un effet délétère indépendant de la concentration. Les scores de régénération obtenus après l'exposition à l'ajout de CLD-BP n'étaient pas significativement différents de ceux obtenus après l'exposition à la CLD seule. À l'aide d'un plan expérimental, une modélisation des scores de régénération des hydres exposés à des mélanges est proposée. Interprétés avec précaution, car limités à un seul type de bioessai, les présents résultats suggèrent que la situation des milieux aquatiques ne devrait pas s'aggraver en termes de toxicité, si des programmes de dépollution des sols entraînant la formation d'hydrochlordécones sont mis en place.
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2022 Moreau et al Hydra bioassay, Chlordecone, Byproducts, Experimental design 2.pdf (2.84 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03843265 , version 1 (08-11-2022)

Identifiants

Citer

Xavier Moreau, Magalie Claeys-Bruno, Jean-Pascal Andraud, Hervé Macarie, Daniel E Martínez, et al.. Hydra bioassay for the evaluation of chlordecone toxicity at environmental concentrations, alone or in complex mixtures with dechlorinated byproducts: experimental observations and modeling by experimental design. Environmental Science and Pollution Research, 2022, 29 (60), pp.91017-91035. ⟨10.1007/s11356-022-22050-8⟩. ⟨hal-03843265⟩
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