Transcriptome profile analysis reflects rat liver and kidney damage following chronic ultra-low dose Roundup exposure / L’analyse du transcriptome reflète les dommages sur le foie et les reins des rats exposés de façon chronique à une très faible dose de Round Up


Auteurs : Robin Mesnage, Matthew Arno, Manuela Costanzo, Manuela Malatesta, Gilles-Eric Séralini and Michael N. Antoniou

Mesnage et al. Environmental Health (2015) 14:70

rats

Abstract / Résumé :

Background:  Glyphosate-based herbicides (GBH) are the major pesticides used worldwide. Converging evidence suggests that GBH, such as Roundup, pose a particular health risk to liver and kidneys although low environmentally relevant doses have not been examined. To address this issue, a 2-year study in rats administering 0.1 ppb Roundup (50 ng/L glyphosate equivalent) via drinking water (giving a daily intake of 4 ng/kg bw/day of glyphosate) was conducted. A marked increased incidence of anatomorphological and blood/urine biochemical changes was indicative of liver and kidney structure and functional pathology. In order to confirm these findings we have conducted a transcriptome microarray analysis of the liver and kidneys from these same animals.

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Contexte : Les herbicides à base de glyphosate ( GBH ) sont les principaux pesticides utilisés dans le monde entier . Des données convergentes suggèrent que les GBH , comme le Round Up , présentent un risque particulier pour la santé du foie et des reins bien que des doses pertinentes n’aient pas été examinées dans l' »environnement. Pour répondre à cette question, une étude de 2 ans sur le rat ayant subi l’administration de 0.1 ppb de Round Up  ( 50 ng/L équivalent glyphosate ) par l’intermédiaire de l’eau potable ( donnant un apport quotidien de 4ng/ kg pc /jour de glyphosate ). Une augmentation marquante de l’incidence de modifications anatomo-morphologiques et biochimiques dans le sang et les urines est indicatif des pathologies structurelles et fonctionnelles du foie et des reins. Pour confirmer ces résultats, nous avons effectué une analyse du transcriptome ¹ du foie et des reins de ces mêmes animaux .

Transcriptome ¹:  Le transcriptome est l’ensemble des transcrits des cellules d’un organisme, d’un tissu ou d’un organe (ici le foie ou le rein), les transcrits étant les molécules intermédiaires entre les gènes et les protéines

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Results: The expression of 4224 and 4447 transcript clusters (a group of probes corresponding to a known or putative gene) were found to be altered respectively in liver and kidney (p < 0.01, q < 0.08). Changes in gene expression varied from −3.5 to 3.7 fold in liver and from −4.3 to 5.3 in kidneys. Among the 1319 transcript clusters whose expression was altered in both tissues, ontological enrichment in 3 functional categories among 868 genes were found. First, genes involved in mRNA splicing and small nucleolar RNA were mostly upregulated, suggesting disruption of normal spliceosome activity. Electron microscopic analysis of hepatocytes confirmed nucleolar structural disruption. Second, genes controlling chromatin structure (especially histone-lysine N-methyltransferases) were mostly upregulated. Third, genes related to respiratory chain complex I and the tricarboxylic acid cycle were mostly downregulated. Pathway analysis suggests a modulation of the mTOR and phosphatidylinositol signalling pathways. Gene disturbances associated with the chronic administration of ultra-low dose Roundup reflect a liver and kidney lipotoxic condition and increased cellular growth that may be linked with regeneration in response to toxic effects causing damage to tissues. Observed alterations in gene expression were consistent with fibrosis, necrosis, phospholipidosis, mitochondrial membrane dysfunction and ischemia, which correlate with and thus confirm observations of pathology made at an anatomical, histological and biochemical level.

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Résultats : L’expression de 4224 gènes du foie et 4447 gènes du rein s’est révélée être modifiée (p<0.01, q<0.08 ). Les variations dans l’expression des gènes varient de – 3.5 à 3.7 fois dans le foie et de – 4.3 à 5.3 fois dans le rein . Parmi les 1319 gènes dont l’expression est altérée dans les deux organes, 868 correspondent à trois catégories fonctionnelles.

  • Tout d’abord , les gènes impliqués dans l’épissage² et le petit ARN nucléolaire étaient principalement sur-exprimés, suggérant une perturbation de l’activité d’épissage normale. L’analyse au microscope électronique des hépatocytes ( cellules du foie )  a confirmé la perturbation structurelle du noyau .
  • Deuxièmement , l’expression des gènes contrôlant la structure de la chromatine  ( surtout histone-lysine N méthyltransférases ) est principalement augmentée.
  • Troisièmement, l’expression des gènes liés au complexe I de la chaîne respiratoire et au cycle des acides tricarboxyliques ( cycle de Krebs )  est principalement diminuée. L’analyse des voies métaboliques suggère une modulation des voies de la signalisation mTOR et phosphatidylinositol.
  • La perturbation de l’expression des gènes suite à l’administration chronique d’ultra-faibles doses de Round Up indiquent une situation lipotoxique au niveau du foie et des reins et une augmentation de la croissance cellulaire qui peut être lié à la régénération en réponse à des effets toxiques causant des dommages aux tissus. Les altérations observées dans l’expression des gènes est en accord avec le fibrose, la nécrose, la phospholipidose , la dysfonction de la fonction de la membrane mitochondriale et l’ischémie , comme indiqué et confirmé par les observations de pathologies faites au niveau anatomique , histologiques et biochimiques.

Epissage² : , l’épissage est un processus par lequel les ARN transcrits à partir de l’ADN génomique peuvent subir des étapes de coupure et ligature qui conduisent à l’élimination de certaines régions dans l’ARN final. Les segments conservés s’appellent des exons et ceux qui sont éliminés s’appellent des introns.

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Conclusion: Our results suggest that chronic exposure to a GBH in an established laboratory animal toxicity model system at an ultra-low, environmental dose can result in liver and kidney damage with potential significant health
implications for animal and human populations.

Conclusion : Nos résultats suggèrent que l’exposition chronique d’un animal de laboratoire , utilisé comme système modèle de toxicité , à un herbicide à base de glyphosate à une très faible dose environnementale, peut entraîner des lésions hépatiques et rénales avec des implications potentiellement importantes pour la santé des populations humaines et animales.

2015. Mesnage et al. Transcriptome profile analysis reflects rat liver and kidney damage following chronic ultra-low dose Roundup exposure

A LIRE EGALEMENT  :   http://www.gmwatch.org/news/latest-news/16349

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