L’argent ne fait pas le bonheur … des algues

On sait que les particules d’argent sous forme d’ions libres sont toxiques pour les organismes aquatiques. Grâce au travail des scientifiques (EAWAG – EPFL), on comprend mieux les doses limites et le stress subi par la biodiversité.

Dans le passé, l’argent était principalement rejeté dans l’environnement à proximité des mines ou dans les eaux usées de l’industrie photographique. Aujourd’hui, ce que l’on appelle le «nano-argent» a pris une importance nouvelle, par exemple comme composant de produits cosmétiques, d’emballages alimentaires, de désinfectants ou même dans les fibres textile. Bien qu’une étude récente du Fond National Suisse ait démontré que le nano-argent est en grande partie retenu dans les usines de traitement des eaux usées, l’on ne sait pour l’instant que peu de choses sur le devenir et les effets environnementaux des particules qui passent entre les mailles du filet.

Effets cachés sur le métabolisme énergétique

Smitha Pillai et ses collègues, de la division toxicologie de l’environnement à l’Eawag, ont étudié les effets de différentes concentrations d’ions argent dans l’eau sur les cellules de l’algue verte Chlamydomonas reinhardtii. L’argent passe de manière presque indécelable dans les cellules à travers le mécanisme de transport du cuivre – les deux métaux ont des caractéristiques proches, mais le second est essentiel en tant que composant de plusieurs enzymes du métabolisme énergétique. Ce phénomène explique pourquoi on observe une rapide concentration d’argent dans le liquide cellulaire – jusqu’à un millier de fois plus élevée que dans l’environnement !

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Comme les ions argent endommagent les enzymes du métabolisme énergétique, même avec de faibles concentrations, la photosynthèse et les taux de croissance chutent jusqu’à 50% déjà après 15 minutes. Les scientifiques ont pu dans le même temps mettre en évidence une altération de l’activité d’un millier de gènes et de protéines. Les chercheurs interprètent cela comme une réaction des algues au facteur de stress, pour réparer les dégâts. Lorsque qu’au contraire les concentrations d’argent baissent, les usines photosynthétiques de la cellule se rétablissent en moins de 5 heures. Avec de très fortes concentrations, les mécanismes de réparation ne suffisent plus, et on n’observe aucun rétablissement.

Beaucoup de questions ouvertes

Les résultats des mesures sont à première vue rassurants. Des concentrations telles que celles utilisées dans les expériences de laboratoire sont rarement constatées dans l’environnement. Mais les expériences ont également montré que même de faibles concentrations en argent ont un effet important sur les processus au sein des cellules, et que les algues doivent dépenser beaucoup d’énergie pour réparer les dommages. Combiné à d’autres facteurs de stress, comme par exemple une augmentation du rayonnement UV ou l’action d’autres produits chimiques, l’argent pourrait causer de réels problèmes. De plus, l’on ne sait pas s’il existe un mécanisme permettant aux cellules d’éliminer activement ce métal. Les algues formant la base de la chaîne alimentaire, les organismes situés plus haut pourraient également subir la présence de l’argent en l’absence d’un mécanisme d’élimination.

Source : Pillai S, Behra R, Nestler H, Suter MJF, Sigg L, Schirmer K. 2014. Linking toxicity and adaptive responses across the transcriptome, proteome, and phenotype of Chlamydomonas reinhardtii exposed to silver. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) – early edition 18 February 2014, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1319388111