Solutions toxicogénomiques pour l’évaluation de l’exposition et des effets des contaminants environnementaux sur la faune

Période de financement : 2020-2024
Responsable : Doug Crump
Investissement global de l'IRDG : 193 000 $

La détermination et la prévision des effets toxiques d'une vaste gamme de contaminants environnementaux constituent une haute priorité pour Environnement et Changement climatique Canada. Pour répondre à ce besoin, notre laboratoire met actuellement au point des tests sensibles à haut débit capables d'élucider les modes d'action moléculaires et biochimiques de produits chimiques isolés et de mélanges environnementaux complexes qui interviennent avant tout effet toxicologique (décès, difformités, etc.). De nouveaux outils toxicogénomiques et des approches de dépistage in vitro sont élaborés pour des espèces aviaires sauvages et de laboratoire (par ex. poulet domestique, guillemot de Brünnich, cormoran à aigrettes) pour le suivi dans des écosystèmes prioritaires de l'exposition et des effets cumulatifs des mélanges de produits chimiques et autres facteurs de stress. Les connaissances acquises à l'issue de ces tests contribueront à l'élaboration de critères et à des décisions qui faciliteront la protection de la santé de la faune et des humains exposés à des mélanges complexes de contaminants environnementaux. La sensibilisation des groupes autochtones locaux dans l'Arctique et l'utilisation de la toxicogénomique pour les évaluations environnementales stratégiques et les interventions en cas de catastrophe amélioreront l'impact de cette recherche au niveau des politiques à travers le Canada.

Publications
  • Alcaraz AJ, Baraniuk S, Mikulášek K, Park B, Lane T, Burbridge C, Ewald J, Potěšil D, Xia J, Zdráhal Z, Schneider D, Crump D, Basu N, Hogan N, Brinkmann M, Hecker M. 2022. Comparative analysis of transcriptomic points-of-departure (tPODs) and apical responses in embryo-larval fathead minnows exposed to fluoxetine. Environ. Poll. 295: 118667. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118667 (en anglais seulement)
  • Alcaraz AJ, Mikulášek K, Potěšil D, Park B, Shekh K, Ewald J, Burbridge C, Zdráhal Z, Schneider D, Xia J, Crump D, Basu N, Hecker M. 2021. Assessing the toxicity of 17α-ethinylestradiol in rainbow trout using a four-day transcriptomics benchmark dose (BMD) embryo assay. Environ. Sci. Tech. 55(15): 10608-10618. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c02401 (en anglais seulement)
  • Alcaraz AJ, Potěšil D, Mikulášek K, Green D, Park B, Burbridge C, Bluhm K, Soufan O, Lane T, Pipal M, Brinkmann M, Xia J, Zdráhal Z, Schneider D, Crump D, Basu N, Hogan N, and Hecker M. 2021. Development of a Comprehensive Toxicity Pathway Model for 17α-Ethinylestradiol in Early Life Stage Fathead Minnows (Pimephales promelas). Environ. Sci. Technol. 55(8): 5024–5036. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c05942 (en anglais seulement)
  • Colville C, Alcaraz AJ, Green D, Park B, Xia J, Soufan O, Hruṧka P, Potěšil D, Zdráhal Z, Crump D, Basu N, Hogan N, Hecker M. 2022. Characterizing toxicity pathways of fluoxetine to predict adverse outcomes in adult fathead minnows (Pimephales promelas). Sci. Tot. Environ. 817: 152747. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152747 (en anglais seulement)
  • Crump D, Sharin T, Chiu S, O'Brien JM. 2021. In vitro screening of 21 BPA replacement alternatives: Compared to BPA, the majority are more cytotoxic and dysregulate more genes in avian hepatocytes. Environ. Toxicol. Chem. 40(7):2026-2033. https://doi.org/10.1002/etc.5032 (en anglais seulement)
  • Desforges JP, Legrand E, Boulager E, Liu P, Xia J, Butler H, Chandramouli B, Basu N, Hecker M, Head J, Crump D. 2021. Using transcriptomics and metabolomics to understand species differences in sensitivity to chlorpyrifos in Japanese quail and double-crested cormorant embryos. Environ Tox Chem 40 (11): 3019-3033. https://doi.org/10.1002/etc.5174 (en anglais seulement)
  • Ewald JD, Basu N, Crump D, Boulanger E, Head J. 2022. Characterizing variability and uncertainty associated with transcriptomic dose-response modeling. Enviro Sci Tech 56: 15960-15968. https://doi.org/10.1021/acs.est.2c04665 (en anglais seulement)
  • Ha K, Xia P, Crump D, Saini A, Harner T, O'Brien JM. 2021. Cytotoxic and transcriptomic effects in avian hepatocytes exposed to a complex mixture from air samples, and their relation to the organic flame retardant signature. Toxics 9 (12): 324. https://doi.org/10.3390/toxics9120324 (en anglais seulement)
  • Jeon YS, Crump D, Boulanger E, Soufan O, Park B, Basu N, Hecker M, Xia J, Head J. 2022. Hepatic Transcriptomic Responses to Ethinylestradiol in Two Life Stages of Japanese Quail. Enviro Tox Chem 41(11): 2769-2781. https://doi.org/10.1002/etc.5464 (en anglais seulement)
  • Jeon YS, Sangiovanni J, Boulanger E, Crump D, Liu P, Ewald J, Basu N, Xia J, Hecker M, Head J. 2023. Hepatic Transcriptomic Responses to Ethinylestradiol in Embryonic Japanese Quail and Double-crested Cormorant. 43(4)772-783. https://doi.org/10.1002/etc.5811 (en anglais seulement)
  • King MD, Elliott JE, Marlatt V, Crump D, Idowu I, Wallace SJ, Tomy GT, Williams TD. 2022. Effects of avian eggshell oiling with diluted bitumen show sub-lethal embryonic polycyclic aromatic compound exposure. Environ. Tox. Chem. 41 (1): 159-174. https://doi.org/10.1002/etc.5250 (en anglais seulement)
  • King M, Su G, Crump D, Farhat A, Marlatt V, Lee S, Williams T, Elliott J. 2023. Contaminant biomonitoring augmented with a qPCR array indicates hepatic mRNA gene expression effects in wild-collected seabird embryos. Sci. Tot. Environ. 904: 166784. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166784 (en anglais seulement)
  • Legrand E, Basu N, Hecker M, Crump D, Xia J, Chandramouli B, Butler H, Head J. 2021. Targeted metabolomics to assess exposure to environmental chemicals of concern in Japanese quail at two life stages. Metabolites 11(12): 850. https://doi.org/10.3390/metabo11120850 (en anglais seulement)
  • Legrand E, Jeon Y, Basu N, Hecker M, Crump D, Xia J, Chandramouli B, Butler H, Head J. 2022. Consideration of metabolomics and transcriptomics data in the context of using avian embryos for toxicity testing. Comp Biochem. Physiol. Part C 258: 109370. https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2022.109370 (en anglais seulement)
  • Malala Irugal Bandaralage S, Bertucci, JI, Park B, Green D, Brinkmann M, Masse A, Crump D, Basu N, Hogan N, Hecker M. 2022. Maternal transfer and apical and physiological effects of dietary hexabromocyclododecane exposure in parental fathead minnows (P. promelas). Enviro. Tox Chem 42(1):143-153. https://doi.org/10.1002/etc.5506 (en anglais seulement)
  • Mittal K, Ewald J, Crump D, Head J, Hecker M, Hogan N, Xia J, Basu N. 2023. Comparing Transcriptomic Responses to Chemicals Across Six Species using the EcoToxChip RNASeq database. https://doi.org/10.1002/etc.5803 (en anglais seulement)
  • Nian K, Yang W, Zhang X, Xiong W, Crump D, Zhang R, Su G, Zhang X, Feng M, Shi J. 2022. Occurrence, Partitioning, and Bioaccumulation of an Emerging Class of PBT Substances (Polychlorinated Diphenyl Sulfides) in Chaohu Lake, Southeast China. Water Res. 218: 118498. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118498 (en anglais seulement)
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  • Sarma SN, Thomas PJ, Naz S, Pauli B, Crump D, Zahaby Y, O'Brien J, Mallory ML, Franckowiak RP, Gendron M, Provencher JF. 2022. Metabolomic profiles in relation to benchmark polycyclic aromatic compounds (PACs) and trace elements in two seabird species from Arctic Canada. Environ. Res. 204 (part B): 112022. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112022 (en anglais seulement)
  • Sharin T, Crump D, O'Brien JM. 2022. Toxicity Screening of Bisphenol A Replacement Compounds: Cytotoxicity and mRNA Expression in LMH 3D Spheroids. Environ Sci Pollut Res Int. 29 (29): 44769-44778. https://doi.org/10.1007/s11356-022-18812-z (en anglais seulement)
  • Sharin T, Gyasi H, Jones SP, Crump D, O'Brien JM. 2021. Concentration- and Time-Dependent Induction of CYP1A and DNA Damage Response by Benzo[a]pyrene in LMH 3D Spheroids. Environ. Mol. Mutagen. 62(5):319-327 https://doi.org/10.1002/em.22433 (en anglais seulement)
  • Sharin T, Gyasi H, Williams K, Crump D, O'Brien JM. 2021. Effects of Two Bisphenol A Replacement Compounds, Bisphenol AF and 1,7-bis (4-Hydroxyphenylthio)-3,5-dioxaheptane, on Pipping Success, Development, and mRNA Expression Levels in Chicken Embryos. Ecotoxicol. Environ. Saf. 1(215):112140. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112140 (en anglais seulement)
  • Sharin T, Leinen LJ, Schreiber D, Swenson VA, Emsley SA, Trammell EJ, Videau P, Crump D, Gaylor MO. 2024. Description of solvent-extractable chemicals in thermal receipts and toxicological assessment of bisphenol S and diphenyl sulfone. Bull. Envir. Contam. Toxicol. 112:63. https://doi.org/10.1007/s00128-024-03871-4 (en anglais seulement)
  • Sharin T, Williams KL, Chiu S, Crump D, O'Brien JM. 2021. Toxicity Screening of Bisphenol A Replacement Compounds: Cytotoxicity and mRNA Expression in Primary Hepatocytes of Chicken and Double-Crested Cormorant. Environ. Toxicol. Chem. 40(5):1368-1378. https://doi.org/10.1002/etc.4985 (en anglais seulement)
  • Yang W, Huang X, Wu Q, Shi J, Zhang X, Ouyang L, Crump D, Zhang X, Zhang R.  2022. Acute toxicity of polychlorinated diphenyl ethers (PCDEs) in three model aquatic organisms (Scenedesmus obliquus, Daphnia magna, and Danio rerio). Sci. Tot. Environ 805: 150366. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150366 (en anglais seulement)
  • Zahaby Y, Xia Pu, Crump D, Provencher J, Thomas P, Pauli B, Braune B, Franckowiak R, Gendron M, Savard G, Sarma S, Mallory M, O'Brien J. 2021. ToxChip PCR Arrays for Two Arctic-Breeding Seabirds: Applications for Regional Environmental Assessments. Environ. Sci. Technol. 55(11): 7521-7530. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c00229 (en anglais seulement)
  • Zhang R, Wu Q, Qi X, Wang X, Zhang X, Song C, Peng Y, Crump D, Zhang X. 2021. Using In Vitro and Machine Learning Approaches to Determine Species-Specific Dioxin-like Potency and Congener-Specific Relative Sensitivity among Birds for Brominated Dioxin Analogues. Envir. Sci. Tech. 55 (23): 16056-16066. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c05951 (en anglais seulement)
  • Zhang X, Xiong W, Wu Q, Nian K, Pan X, Crump D, Zhang X, Zhang R. 2023. Bioaccumulation, Trophic Transfer and Biotransformation of Polychlorinated Diphenyl Ethers in a Simulated Aquatic Food Chain. Environ. Sci. Tech. 57(14): 5751-5760. https://doi.org/10.1021/acs.est.2c08216 (en anglais seulement)

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