Évaluation de la toxicité de mixtures de métaux lourds sur un bioindicateur de la pollution des sols Helix aspersa

Abstract

Résumé Cette thèse examine la toxicité d’une mixture de nanoparticules d’oxyde de zinc (ZnO NPs) et de cadmium (Cd) sur Helix aspersa, un bioindicateur clé pour la biosurveillance environnementale. Menée au Centre de Recherche en Biotechnologie, l’étude a impliqué 180 escargots adultes exposés pendant 28 jours à un sol naturel contaminé par une concentration fixe de cadmium (1500 mg/kg) et des doses croissantes de ZnO NPs (250, 750, 2250, 6750, et 20250 mg/kg). Les résultats ont révélé des altérations physiologiques importantes, notamment une perte de poids dose-dépendante des tissus mous et des organes (hépatopancréas et reins), traduisant un impact physiologique significatif. Des perturbations métaboliques ont également été constatées, avec une diminution du glutathion réduit (GSH), une augmentation du malondialdéhyde (MDA) et des déséquilibres en protéines totales, indiquant un stress oxydatif majeur. Les systèmes antioxydants, bien que sollicités, n’ont pas pu compenser ces dommages, comme en témoignent l’inhibition dose-dépendante des enzymes GST, CAT et AChE, traduisant des dysfonctionnements de détoxification, des dommages neurologiques et une incapacité à protéger les cellules. Par ailleurs, des lésions histopathologiques graves ont été observées dans les reins et l’hépatopancréas, reflétant des dégâts irréversibles. Ces résultats confirment la sensibilité des escargots Helix aspersa aux mélanges de ZnO NPs et de cadmium, renforçant leur rôle comme bioindicateurs de contamination environnementale. L’étude met en évidence les effets toxiques combinés de ces nanoparticules et appelle à des réglementations strictes pour limiter leur impact sur les écosystèmes terrestres. Mots clés : Helix aspersa, nanoparticules d'oxyde de zinc, cadmium, CAT, GST, GSH, MDA, AChE, histopathologie, biomarqueurs, rein, hépatopancréas Abstract This thesis examines the toxicity of a mixture of zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) and cadmium (Cd) on Helix aspersa, a key bioindicator for environmental biosurveillance. Conducted at the Center for Biotechnology Research, the study involved 180 adult snails exposed for 28 days to a natural soil contaminated with a fixed concentration of cadmium (1500 mg/kg) and increasing doses of ZnO NPs (250, 750, 2250, 6750, and 20250 mg/kg). The results revealed significant physiological alterations, including a dose-dependent loss of weight in soft tissues and organs (hepatopancreas and kidneys), indicating a major physiological impact. Metabolic disturbances were also observed, with a decrease in reduced glutathione (GSH), an increase in malondialdehyde (MDA), and imbalances in total proteins, indicating major oxidative stress. Although the antioxidant systems were activated, they were unable to compensate for the damage, as evidenced by the dose-dependent inhibition of the enzymes GST, CAT, and AChE, which reflect dysfunctions in detoxification, neurological damage, and an inability to protect cells. Additionally, severe histopathological lesions were observed in the kidneys and hepatopancreas, reflecting irreversible damage. These results confirm the sensitivity of Helix aspersa to mixtures of ZnO NPs and cadmium, reinforcing their role as bioindicators of environmental contamination. The study highlights the combined toxic effects of these nanoparticles and calls for strict regulations to limit their impact on terrestrial ecosystems. Keywords: Helix aspersa, zinc oxide nanoparticles, cadmium, CAT, GST, GSH, MDA, AChE, histopathology, biomarkers, kidneys, hepatopancreas.