Contribution of antioxidant enzymes to toxicity assessment in fluvial biofilms

Abstract

Per tal d’avaluar l’impacte de la contaminació en els ecosistemes aquàtics, aquesta tesi es centra en una aproximació multi-biomarcador en els biofilms. En complement dels biomarcadors clàssics, es va demostrar que les activitats dels enzims antioxidants (AEA): catalasa, ascorbat peroxidasa i glutatió reductasa eren biomarcardors d'estrès oxidatiu en els biofilms. Tot i que les AEA poden veure's influenciades amb la mateixa mesura per factors naturals (edat del biofilm, llum de colonització o d'exposició) i contaminants (herbicides i farmacèutics), aquestes AEA permeten entendre millor l'efecte dels contaminants. Cal remarcar que assajos de toxicitat aguda es poden utilitzar per comparar la capacitat antioxidant entre comunitats i conèixer la seva pre-exposició a l'estrès oxidatiu. Aquesta aproximació multi-biomarcador a nivell de comunitat és especialment interessant per avaluar la toxicitat dels contaminants emergents (β-blockers) sobre espècies no-diana. Per tal de millorar-la, també es va verificar la possibilitat de mesurar l'expressió gènica en biofilms.

To evaluate the impact of contamination on aquatic ecosystem, this thesis focused on a multi-biomarker approach, including molecular biomarkers, in biofilms. To complete the traditional tool-box of biofilm biomarkers, antioxidant enzymes activities (AEA) of catalase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase were shown to be biomarkers of oxidative stress in biofilms. Though AEA can be influenced in the same extent by natural factors (biofilm age, colonization or exposure light) and toxicants (herbicides and pharmaceuticals), they provided valuable information to understand the chemicals effects. In particular, short-term toxicity tests are of interest to compare communities capacity to cope with oxidative stress and to know their exposure history to such stress. This multi-biomarker approach at community-level was found to be especially interesting to assess toxicity of emerging pollutants (β-blockers) on non-target communities. To improve this approach, the feasibility of measuring gene expression in biofilms using a functional gene array was also shown.