Les antibiotiques cachés dans les poissons de rivière suscitent de nouvelles craintes en matière de sécurité alimentaire

La recherche a été dirigée par Patrícia Alexandre Evangelista avec le soutien de la FAPESP. Il combinait plusieurs approches, notamment la surveillance environnementale, des études sur la manière dont les polluants s’accumulent dans les organismes, des analyses des dommages génétiques dans la vie aquatique et des expériences utilisant des plantes pour éliminer les contaminants. Cette vaste stratégie a permis à l’équipe de mieux comprendre à la fois l’ampleur du problème et les moyens possibles de lutter contre la pollution liée à l’utilisation de médicaments humains et vétérinaires.

Sources de pollution et tendances saisonnières

Des échantillons ont été collectés près du barrage de Santa Maria da Serra, à proximité du réservoir de Barra Bonita, où les contaminants provenant de tout le bassin fluvial ont tendance à se rassembler. Cette région reçoit des apports provenant des eaux usées traitées, des eaux usées ménagères, des opérations aquacoles, de l’élevage porcin et du ruissellement agricole.

Les chercheurs ont analysé l’eau, les sédiments et les poissons pendant la saison des pluies et la saison sèche. Ils ont surveillé 12 antibiotiques couramment utilisés appartenant à des groupes tels que les tétracyclines, les fluoroquinolones, les sulfamides et les phénols. « Les résultats ont montré une nette tendance saisonnière. Pendant la saison des pluies, la plupart des antibiotiques avaient des concentrations inférieures aux limites de détection. Pendant la saison sèche, cependant, lorsque le volume d’eau diminue et que les contaminants se concentrent, différents composés ont été détectés », explique Evangelista.

Les niveaux mesurés allaient de nanogrammes par litre dans l’eau à des microgrammes par kilogramme dans les sédiments. Certains antibiotiques, notamment l’enrofloxacine et certains sulfamides, ont été détectés dans les sédiments à des niveaux plus élevés que ceux rapportés dans des études similaires menées dans le monde entier. Parce que les sédiments sont riches en matière organique et en nutriments comme le phosphore, le calcium et le magnésium, ils peuvent stocker ces composés et potentiellement les rejeter dans l’environnement au fil du temps.

Antibiotique interdit trouvé dans le poisson

« L’une des découvertes les plus significatives de l’étude a été la détection du chloramphénicol dans les poissons lambari (Astyanax sp.) collectés auprès des pêcheurs locaux de la région de Barra Bonita. Le chloramphénicol est un antibiotique dont l’utilisation dans le bétail est interdite au Brésil précisément en raison des risques liés à sa toxicité », déclare le chercheur.

Cette substance n’apparaît qu’en saison sèche, à des niveaux de plusieurs dizaines de microgrammes par kilogramme. Le poisson lambari étant largement consommé dans la région, cela soulève des inquiétudes quant à une éventuelle exposition aux antibiotiques par l’alimentation.

Evangelista explique que le chloramphénicol et l’enrofloxacine ont été sélectionnés pour des expériences de laboratoire détaillées en raison de leur importance pour la santé environnementale et humaine. « L’enrofloxacine est largement utilisée en élevage, y compris l’aquaculture, ainsi qu’en médecine humaine. Le chloramphénicol, en revanche, est toujours utilisé chez l’homme bien qu’il soit interdit pour les animaux destinés à l’alimentation et sert de marqueur historique de contamination persistante », explique-t-elle.

Les plantes aquatiques peuvent-elles éliminer les antibiotiques ?

L’équipe a également étudié si Salvinia auriculataune plante flottante souvent considérée comme envahissante, pourrait contribuer à assainir les eaux contaminées.

Lors d’expériences contrôlées, la plante a été exposée à la fois à des concentrations environnementales typiques et à des niveaux 100 fois plus élevés d’enrofloxacine et de chloramphénicol. Des composés radiomarqués au carbone 14 ont été utilisés pour suivre avec précision la façon dont les antibiotiques se déplaçaient dans l’eau, les plantes et les poissons.

« Les résultats ont montré la grande efficacité de Salvinia pour éliminer l’enrofloxacine. Dans les traitements avec une biomasse végétale plus élevée, plus de 95 % de l’antibiotique a été éliminé de l’eau en quelques jours. La demi-vie du composé est tombée à environ deux à trois jours. Dans le cas du chloramphénicol, l’élimination a été plus lente et partielle. La plante a pu éliminer 30 à 45 % de l’antibiotique de l’eau, avec des demi-vies allant de 16 à 20 jours, ce qui indique une plus grande persistance du composé dans l’environnement », rapporte le chercheur.

Les techniques d’imagerie ont montré que les antibiotiques s’accumulaient principalement dans les racines de la plante, ce qui suggère que l’absorption et la filtration des racines jouent un rôle clé.

Effets complexes sur l’exposition des poissons

L’une des découvertes les plus difficiles concernait le comportement de ces antibiotiques à l’intérieur des poissons. Des expériences ont montré que réduire la quantité d’antibiotiques dans l’eau ne réduit pas toujours la quantité absorbée par les poissons.

L’enrofloxacine avait tendance à rester dissoute dans l’eau et était éliminée relativement rapidement par les poissons lambari, avec une demi-vie d’environ 21 jours et une faible accumulation dans les tissus. Le chloramphénicol s’est comporté très différemment. Il persiste beaucoup plus longtemps dans le poisson, avec une demi-vie supérieure à 90 jours et une forte tendance à s’accumuler dans les tissus.

La présence de Salvinia auriculata changé cette dynamique. Même si la plante réduisait les niveaux d’antibiotiques dans l’eau, elle augmentait parfois la rapidité avec laquelle les poissons les absorbaient. Une explication possible est que la plante modifie la forme chimique des antibiotiques, les rendant ainsi plus faciles à assimiler par les poissons.

« Cela montre que l’utilisation des plantes comme « éponges » pour les contaminants n’est pas une mince affaire. La présence du macrophyte modifie tout le système, y compris la manière dont l’organisme entre en contact avec le contaminant », note Evangelista.

Dommages à l’ADN chez les poissons et protection potentielle

L’étude a également examiné les dommages génétiques chez les poissons. Le chloramphénicol a augmenté de manière significative les dommages à l’ADN, mesurés par des modifications des cellules sanguines telles que les micronoyaux et d’autres anomalies. Cependant, quand Salvinia auriculata était présent, ces dommages ont diminué et se sont approchés des niveaux observés dans les groupes témoins. Pour l’enrofloxacine, la plante n’a pas réduit de manière significative les effets génétiques.

« L’interprétation que nous proposons est que, dans le cas du chloramphénicol, la plante peut générer moins de sous-produits génotoxiques ou libérer des composés antioxydants dans la rhizosphère, réduisant ainsi le stress oxydatif des poissons. En revanche, l’enrofloxacine est chimiquement plus stable et peut produire des métabolites persistants et potentiellement toxiques dont l’action n’est pas neutralisée par le macrophyte », commente le chercheur.

Promesse et limites des solutions basées sur la nature

Evangelista souligne que Salvinia auriculata n’est pas une solution simple à la pollution par les antibiotiques. Bien que cela montre du potentiel, il existe des limites importantes. L’une des préoccupations est de savoir comment gérer la plante une fois qu’elle a absorbé les contaminants. Si la biomasse n’est pas correctement éliminée et traitée, elle pourrait rejeter des antibiotiques dans l’environnement.

Néanmoins, les plantes aquatiques peuvent offrir une option peu coûteuse et fondée sur la nature pour réduire la pollution, en particulier dans les endroits où les méthodes de traitement avancées comme l’ozonation ou d’autres processus d’oxydation sont trop coûteuses.

« L’étude montre que le problème est réel, mesurable et complexe. Et toute stratégie pour y remédier doit prendre en compte non seulement l’élimination du contaminant, mais également ses effets biologiques et écologiques », conclut le chercheur.

Préoccupations croissantes en matière d’environnement et de santé publique

« La détection de résidus d’antibiotiques dans l’eau, les sédiments et les poissons de la rivière Piracicaba montre à quel point les activités humaines peuvent être nocives. La résistance des micro-organismes aux antibiotiques peut conduire à l’émergence de superbactéries dans l’environnement. La recherche a donné des résultats positifs avec des solutions environnementales à faible coût et a permis une meilleure compréhension du fonctionnement intégré des écosystèmes aquatiques et l’utilisation de techniques naturelles efficaces pour atténuer l’impact », ajoute Valdemar Luiz Tornisielo, superviseur des recherches d’Evangelista et co-auteur de l’article.

Les molécules radiomarquées utilisées dans l’étude ont été fournies par l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA).