Une étude examine les effets des doses très faibles de glyphosate sur les profils d'expression génique
Glyphosate, souvent vendu sous le nom de marque de Roundup, est le plus largement utilisé désherbant au monde. Alors que Glyphosate a reçu l'approbation des organismes de réglementation dans le monde entier, il y a des préoccupations croissantes au sujet de ses éventuels effets néfastes sur la santé. En Mars 2015, l'Agence internationale pour la recherche de l'Organisation mondiale de la santé sur le cancer a classé glyphosate comme «probablement cancérogène pour les humains».
Enquêtes auprès des populations en Europe montrent que la plupart des gens ont glyphosate dans leur urine. Les humains ingèrent les résidus de glyphosate principalement des aliments, y compris les céréales (comme le blé, l'avoine, l'orge, le seigle), qui ont été «desséchée» avec l'herbicide à base de glyphosate juste avant la récolte et (OGM) Les cultures Roundup tolérantes génétiquement modifiés comme la betterave à sucre , le maïs, le canola (colza), et le soja.
Une étude publiée en 2014 par le US Geological Survey a révélé que dans 38 États américains, il était le glyphosate ou son produit de dégradation dans la plupart des rivières, les ruisseaux, les fossés, et la sortie des stations d'épuration de l'eau échantillonnée.
Dr Michael Antoniou, basé à l'Université menant à Londres, utilise Omics Explorer Qlucore sur une série d'études portant sur les effets des doses très faibles de glyphosate sur les profils d'expression génique (de transcriptome), les profils protéiques (protéomes), et un petit métabolite de la molécule les profils (métabolomes) chez des rats et des cultures cellulaires.
Le groupe de recherche du Dr Antoniou emploie des approches analytiques cellulaires et moléculaires pour étudier les événements de transcription et de post-transcriptionnelle qui régulent l'expression des gènes, y compris en réponse à divers stimuli environnementaux, y compris des doses pertinentes environnement de pesticides clés et d'autres polluants chimiques.
Le groupe est particulièrement intéressé par les changements épigénétiques (changements qui deviennent de manière stable héritées des modèles de la fonction des gènes d'une division cellulaire à un autre) à la lumière de la preuve que même une brève exposition à certains produits chimiques, en particulier ceux qui sont capables de perturber le système endocrinien (hormonal) systèmes pendant le développement fœtal ou début de la vie, peut avoir un effet durable sur le contrôle des gènes. "Un tel changement fixe dans le profil de l'expression génique peut conduire à toutes sortes de problèmes plus tard dans la vie allant de l'obésité, le diabète, une propension à certains cancers et ainsi de suite», explique le Dr Antoniou.
Visualisations puissantes montrent des résultats clairs
Dans la première étude du groupe à l'aide du logiciel Qlucore post chercheur doctorat Dr Robin Mesnage a analysé les transcriptomes des foies et des reins de dix rats traités avec des doses très faibles, l'environnement de l'herbicide Roundup pour deux ans et dix contrôles qui ne l'avaient pas. Dans une étude antérieure des mêmes animaux, la preuve de dommage n'a été constaté dans l'urine, la biochimie et de l'anatomie du sang des rats traités.
Le but était de découvrir si le glyphosate avait changé les transcriptomes et si oui, quelle était la nature de ces changements. Analyse en composantes principales (PCA) de visualisation a été la première étape suivie par carte de chaleur visualisations et l'analyse statistique.
Comme le Dr Antoniou explique:
Les rats ont environ 28.000 gènes, seul un sous-ensemble qui seront activés dans le foie et dans le rein. Chaque gène est une dimension de l'analyse que vous avez 28k variables, dont vous avez besoin pour réduire à quelque chose de gérable.
En utilisant une visualisation de PCA, Qlucore vous permet de représenter graphiquement toutes ces variables en trois dimensions, de sorte que chaque animal occupe un emplacement particulier. Très rapidement, vous pouvez voir comment chaque animal se rapporte à un autre et de tout effet lié au traitement. Si un certain nombre d'animaux sont regroupés ensemble, vous savez que l'effet est le même.
graphiques PCA peuvent être émis sous forme de fichiers vidéo et tourné en 3D. "Il est vraiment puissant parce que parfois en faisant tourner l'intrigue, vous pouvez voir les corrélations qui ne sont pas si claires dans un diagramme 2D plat," explique le Dr Antoniou.
«Carte de chaleur visualisations montrent l'activité de chaque gène pour chaque organe de rat afin que vous puissiez voir la variation dans le groupe et que ce soit homogène.», Dit le Dr Mesnage, qui a travaillé sur la toxicité Roundup pendant huit ans.
Dans cette analyse du transcriptome, la carte de chaleur visualisations ont montré une nette séparation des animaux témoins et ceux traités avec Roundup, avec des altérations massives dans le profil d'expression génique de celui-ci.
Les prévisions basées sur «signatures» moléculaires
Pour obtenir un éclairage supplémentaire sur ces effets, le Dr Antoniou et le Dr Mesnage espèrent utiliser une nouvelle fonctionnalité appelée Omics Explorateur construction classificateur qui peut être utilisé pour faire des prédictions basées sur les «signatures» moléculaires. "Si vous voyez une altération dans un certain modèle de la fonction des gènes, vous pouvez comparer ce modèle à un autre lot de gènes pour voir si la signature correspond. En prenant ces modifications et à les regarder collectivement, vous pourriez prévoir au fil du temps qu'une certaine santé problème sera le résultat ", explique le Dr Mesnage.
Si transcriptome identifiable, protéome et métabolome signatures peuvent être trouvées pour une dose donnée de Roundup ou d'autres produits chimiques d'intérêt, les études de modèles animaux pourraient être achevées beaucoup plus rapide. Les rats, par exemple, pourrait donner de faibles doses pendant quelques mois, au lieu de plus de deux ans, ce qui permet de faire un plus grand nombre de tests courts.
«Même si l'exposition serait courte, nous sommes intéressés à savoir si nous pourrions encore voir un changement dans les profils d'expression des gènes dans le sang, le foie et les reins, même si l'animal ne présente pas de problèmes de santé manifestes», explique le Dr Mesnage.
Il ajoute:
Si les changements sont des mécanismes épigénétiques de contrôle du gène, nous savons que les signatures peuvent se fixer. Sur cette base, nous pourrions prédire que la fonction rénale ou hépatique serait compromise à long terme.
Un projet plus vaste utilise Omics Explorer pour analyser les éventuels effets endocriniens perturbateurs dans le transcriptome des systèmes cellulaires de culture de tissu, telles que les cellules de cancer du sein humain, traités avec de faibles doses d'une gamme de différents pesticides. "Par exemple, si un produit chimique dans imite la nourriture ou l'eau l'effet des œstrogènes, ce serait une préoccupation pour une femme atteinte du cancer du sein hormone dépendante», commente le Dr Antoniou.
Dr Antoniou et son équipe espèrent que leurs études d'herbicides et de pesticides et celles des scientifiques dans d'autres secteurs, en particulier dans le domaine de l'endocrinologie, encourageront les organismes de réglementation pour mettre à jour les techniques qu'ils utilisent pour évaluer la toxicité chimique.
"Nous espérons que notre travail va illustrer davantage que les régulateurs doivent adopter les derniers principes de la science qui montrent la toxicité potentielle à de très faibles niveaux d'exposition», conclut le Dr Antoniou.
