Une équipe de chercheurs de l'Université d'Ehime a révélé les affinités de liaison des substances perfluoroalkylées (PFAS) au récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes du phoque du Baïkal (PPARα) en utilisant des approches in vitro et in silico. La découverte a été publiée le 16 janvier dans le journal hautement réputé des sciences de l'environnement, Sciences et technologies de l'environnement .

PFAS, tels que les perfluoroalkyl carboxylates (PFCA) et les perfluoroalkyl sulfonates (PFSA), sont des produits chimiques organiques fabriqués par l'homme, qui ont été globalement détectés dans l'environnement, les humains et la faune. En raison de leur persistance environnementale, pouvoirs de bioaccumulation, et propriétés toxiques, l'un des PFAS, acide perfluorooctane sulfonique (PFOS), a été réglementé au niveau international par la Convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants (POP). D'autre part, aucune réglementation d'autres PFSA n'a été mise en œuvre dans le monde.

Le phoque du Baïkal (Pusa sibirica), une espèce de mammifère d'eau douce, est un prédateur supérieur trouvé dans le lac Baïkal, Russie. Il est exposé à divers POP tels que les dioxines, les biphényles polychlorés (PCB), les polybromodiphényléthers (PBDE) et les pesticides organochlorés. En outre, notre groupe de recherche a déjà déterminé les niveaux d'accumulation de divers PFAS dans les tissus de phoques sauvages du Baïkal, qui étaient particulièrement élevés pour le SPFO, l'acide perfluorononanoïque (PFNA) et l'acide perfluorodécanoïque (PFDA). Cependant, les effets toxiques et les risques des PFAS chez l'animal, en particulier la faune non modèle, ne sont pas entièrement compris.

Dans ce document, nous avons évalué les affinités de liaison des PFAS avec différentes longueurs de chaîne carbonée (C4-C11) au phoque du Baïkal PPARα synthétisé in vitro. Des expériences similaires ont également été réalisées pour le PPARα humain et les résultats ont été comparés à ceux du PPARα du phoque du Baïkal pour étudier les différences interspécifiques dans le rôle du PPARα dans la toxicité des PFAS. PPARα est un membre de la superfamille des récepteurs nucléaires activés par un ligand. Cette protéine réceptrice participe à la régulation du métabolisme des lipides dans le foie et est donc impliquée dans les tumeurs hépatiques. Des études antérieures ont étudié la puissance des PFAS pour activer la souris, rat, et PPARα humain dans des tests de gènes rapporteurs in vitro, suggérant la perturbation de la voie de signalisation PPARα par les PFAS. Cependant, il n'a pas été étudié si les PFAS peuvent interagir avec le PPARα des phoques qui sont réellement contaminés par les PFAS.

Un essai de liaison compétitive in vitro a montré que six APFC et deux APSA se liaient au PPARα du phoque du Baïkal synthétisé in vitro de manière dose-dépendante. SPFO, PFDA, PFNA, et l'acide perfluoroundécanoïque (PFUnDA) a montré des affinités de liaison plus élevées pour le PPARα du phoque du Baïkal que les autres PFAS. De plus, in silico, la modélisation d'homologie PPARα a prédit qu'il y avait deux poches de liaison au ligand (LBP) dans les LBD PPARα du phoque du Baïkal et PPARα humain. Les analyses de la relation structure-activité ont suggéré que les pouvoirs de liaison des PFAS à PPARα pourraient dépendre du volume de la cavité de liaison LBP, interactions de liaison hydrogène, le nombre de carbones perfluorés, et l'hydrophobie des PFAS.

La comparaison interspécifique des affinités de liaison in vitro a révélé que le PPARα du phoque du Baïkal avait une préférence plus élevée pour les PFAS à longues chaînes carbonées que pour le PPARα humain. Les simulations d'amarrage in silico ont suggéré que le 1er LBP du PPARα du phoque du Baïkal avait des affinités plus élevées que celui du PPARα humain ; cependant, le deuxième LBP du PPARα de phoque du Baïkal avait des affinités plus faibles que celui du PPARα humain. Les énergies d'interaction des PFAS avec le PPARα du phoque du Baïkal (premier et deuxième LBP) déterminées à l'aide de simulations d'amarrage in silico avaient une corrélation négative significative avec leurs affinités de liaison déterminées à l'aide d'essais de liaison PPARα in vitro.

Ces résultats suggèrent que la simulation d'amarrage in silico peut être un outil utile pour le criblage de ligands potentiels pour le sceau PPARα. A notre connaissance, il s'agit de la première preuve montrant des différences interspécifiques dans la liaison des PFAS aux PPARα et leurs relations structure-activité. Ces résultats nous incitent à intégrer ces approches in vitro et in silico dans l'évaluation du risque de PFAS chez les espèces de phoques.