Abstract :
[fr] On observe depuis plusieurs années une augmentation continue de la prévalence des troubles neurodéveloppementaux (TNDs). Si divers facteurs environnementaux peuvent
contribuer à ce phénomène, un nombre croissant de données suggère que l’exposition à certaines substances toxiques au cours de périodes critiques du développement constitue un facteur de risque majeur. Parmi celles-ci, les perturbateurs endocriniens (PEs) retiennent particulièrement l’attention en raison de leur omniprésence dans l’environnement et de leurs effets potentiels sur le développement cérébral. Néanmoins, les résultats des études portant sur l’exposition prénatale aux PEs et leurs conséquences neurologiques demeurent inconstants, et peu de travaux ont examinés les processus cognitifs impactés de manière approfondie. De plus, la plupart des recherches considèrent les substances toxiques individuellement, sans prendre en compte leurs effets combinés ni les différences observées entre filles et garçons. Or, une meilleure compréhension de l’impact différentiel des PEs selon le sexe pourrait apporter un
éclairage essentiel sur les mécanismes sous-jacents au risque de développer un TND.
Cette thèse a pour objectif d’examiner l’effet d’une exposition prénatale à une mixture
de PEs sur le développement cognitif et psychomoteur d’enfants d’âge préscolaire. Pour ce
faire, une cohorte prospective de 214 enfants a été constituée à Liège entre 2014 et 2016. Les concentrations d’un pesticide organochloré, de quatre polychlorobiphényles (PCBs) et de sept substances per- et polyfluoroalkylées (PFASs) ont été mesurées dans le sang de cordon ombilical. À l’âge de six ans, une partie de ces enfants ont bénéficié d’une évaluation neuropsychologique approfondie incluant des mesures de l’intelligence, de l’attention, de la mémoire et des fonctions exécutives, ainsi que de tests standardisés portant sur la motricité, le langage et les compétences de calcul. L’impact des expositions a été étudié au moyen de deux approches statistiques adaptées à l’étude des mélanges, l’analyse en composantes principales et la somme des quantiles pondérés, en y intégrant les covariables pertinentes. Les analyses ont été réalisées sur l’ensemble de la population ainsi que sur les garçons et les filles de manière séparée.
Les résultats montrent des associations négatives entre l’exposition prénatale aux
mélanges de PEs et plusieurs domaines cognitifs et moteurs. Dans la population globale, une exposition plus élevée était significativement associée à des performances réduites en attention, motricité et langage. Lorsqu’elles sont stratifiées selon le sexe, les analyses révèlent que chez les garçons, une exposition accrue est liée à une diminution des performances en cognition globale, motricité, attention, fonctions exécutives, mémoire à court terme et phonologie. Chez les filles, les effets délétères concernent principalement la mémoire à long terme et le langage sémantique. Ces différences de profils suggèrent l’existence de mécanismes physiopathologiques distincts, possiblement liés à une vulnérabilité accrue du cervelet et du striatum dopaminergique chez les garçons, et de l’hippocampe chez les filles.
Dans l’ensemble, nos données soutiennent l’hypothèse que les effets cumulatifs des
mélanges de PEs dépassent ceux des expositions isolées et varient selon le sexe. Ces résultats soulignent l’importance de prendre en considération les expositions combinées et la fenêtre critique du développement prénatal dans l’évaluation des risques. Ils appellent également au renforcement des politiques de prévention ciblées, afin de protéger le développement cérébral et de freiner l’augmentation de la prévalence des TNDs dans la population.
[en] Over the past several years, there has been a steady increase in the prevalence of
neurodevelopmental disorders (NDDs). While various environmental factors may contribute to this trend, a growing body of evidence suggests that exposure to certain toxic substances during critical periods of development represents a major risk factor. Among these, endocrine disruptors (EDs) are of particular concern due to their ubiquity in the environment and their potential effects on brain development. Nevertheless, studies investigating the impact of prenatal exposure to EDs on neurodevelopmental outcomes have yielded inconsistent findings, and few have explored cognitive processes in detail. Moreover, most research has focused on single substances, without considering combined effects or potential differences between boys and girls. A better understanding of sex-specific susceptibility to ED exposure could provide crucial insights into the mechanisms underlying NDD risk. This thesis aimed to assess the impact of prenatal exposure to a mixture of EDs on the cognitive and psychomotor development of preschool-aged children. A prospective cohort of 214 children was established in Liège between 2014 and 2016. Concentrations of one organochlorine pesticide, four polychlorobiphenyls (PCBs), and seven per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) were measured in umbilical cord blood. At six years of age, some of these children underwent comprehensive neuropsychological testing, including assessments of intelligence, attention, memory, and executive functions, along with standardized evaluations of motor skills, language, and mathematical abilities. The impact of exposure was analyzed using principal component analysis and weighted quantile sum regression, two statistical approaches suited for mixture analysis, while accounting for relevant covariates and sex differences.
The results revealed negative associations between prenatal exposure to ED mixtures
and several cognitive and motor domains. In the overall sample, higher prenatal exposure was significantly associated with lower scores in attention, motor function, and language. Stratified analyses highlighted sex-specific patterns : in boys, higher exposure was linked to poorer performance in global cognition, motor skills, attention, executive functions, short-term memory, and phonology. In girls, adverse effects were mainly observed in long-term memory and semantic language. These divergent profiles suggest distinct pathophysiological mechanisms, potentially involving greater vulnerability of the cerebellum and striatal dopaminergic pathways in boys, and of the hippocampus in girls.
Overall, our findings support the hypothesis that the cumulative effects of ED mixtures
exceed those of single exposures and vary according to sex. These results underscore the need to consider combined exposures and the critical prenatal window in risk assessment. They also call for stronger preventive policies aimed at protecting brain development and mitigating the rising prevalence of neurodevelopmental disorders in the population.
