Bien qu’une attente grandissante existe vis-à-vis de l’application d’outils biologiques pour l’évaluation de la qualité des milieux, l’utilisation des outils moléculaires (biomarqueurs) reste aujourd’hui limitée (particulièrement chez les invertébrés) du fait de l’existence de différents verrous techniques et scientifiques. Comme nous avons pu le démontrer par les travaux INRAE-OFB chez l’espèce sentinelle Gammarus fossarum, la mise en place d’une biosurveillance active basée sur l’encagement d’organismes calibrés provenant d’une unique population source, permet de contrôler la variabilité biologique des organismes utilisés, facilitant ainsi l’interprétation des marqueurs suivis. Nous avons par ailleurs pu bénéficier chez cette espèce des dernières innovations en termes de biologie moléculaire et notamment pu développer une approche dite de protéogénomique en collaboration avec le CEA (Marcoule - DMTS). Ceci a conduit à la construction de listes de plusieurs centaines de protéines séquencées chez ce crustacé, protéines spécifiques et associées à diverses fonctions physiologiques. Dans le même temps, en collaboration avec l’ISA (CNRS Lyon1), nous avons fait la preuve de concept qu’à l’instar des approches multi-résidus développées pour le dosage des contaminants, les méthodes de spectrométrie de masse disponibles en protéomique ciblée permettent aujourd’hui de quantifier sur un même échantillon et en une unique analyse plusieurs dizaines de ces protéines via le dosage de peptides spécifiques biomarqueurs. L’étude présentée ici a eu pour objectif général de prolonger cette dynamique vers la mise en oeuvre opérationnelle de ces méthodologies. Pour cela, deux axes de travail ont été poursuivis. Le premier axe a développé une capacité d’acquisition haut-débit et automatisée de données en protéomique ciblée pour permettre notamment la définition de valeurs de référence et l’interprétation des variations de concentrations en peptides observées lors de campagnes de biosurveillance (encagements in situ sur une cinquantaine de stations du réseau de surveillance RCS). Le deuxième axe a ouvert la réflexion à d’autres espèces d’intérêt environnemental déjà proposées comme sentinelles de la surveillance des milieux aquatiques d’eaux douces, de transition et marines. Associant différents partenaires scientifiques nationaux (SEBIO Reims / Le Havre / Ineris ; LIEC Metz), l’étude a permis de définir et de faire la démonstration de l’application d’une stratégie commune de développement de biomarqueurs protéiques mesurés sur organes chez six espèces (gammare, crevette bouquet, crevette blanche, dreissène, moule quagga, épinoche). Cette stratégie passe par une première phase de définition des marqueurs protéiques qui s’appuie sur une démarche de protéogénomique (couplage de séquençage du transcriptome et d’acquisition de données de protéomique massive) permettant de documenter le catalogue de protéines dans les organes d’intérêt chez les différentes espèces. Les peptides rapporteurs de protéines d’intérêt choisies parmi ces catalogues (ici associées à la détoxication, l’osmorégulation ou l’immunité) sont identifiés in fine en spectrométrie de masse ciblée.