https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/1049 Publications de Auteurs Pierre Gosset fr 0 https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/1097 Les études épidémiologiques montrent lʼexistence dʼune relation de causalité entre lʼaugmentation de la pollution atmosphérique et lʼincidence accrue de pathologies cardiorespiratoires. Toutefois, ces enquêtes ne considèrent généralement que lʼaspect granulométrique des aérosols ; en effet, lʼune des difficultés à laquelle sont confrontés les épidémiologistes est la grande complexité et hétérogénéité de tels aérosols. Afin de contribuer à améliorer les connaissances sur les mécanismes d'action toxiques sous-jacents impliqués dans le développement des pathologies pulmonaires, nous nous sommes intéressés à l'activation métabolique par des macrophages alvéolaires (MA) humains en culture primaire des composés organiques volatils (COV) et/ou des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) présents au sein de la fraction particulaire dʼun aérosol anthropogénique collecté à Dunkerque.Les MA humains ont été isolés à partir de lavages bronchiolo-alvéolaires réalisés chez des patients après le recueil de leurs consentements éclairés. Lʼexposition des cultures primaires de MA humains à des concentrations croissantes de lʼéchantillon particulaire collecté à Dunkerque a induit des variations significatives des activités de la déshydrogénase mitochondriale et de la lactate déshydrogénase extracellulaire, indiquant respectivement une altération du métabolisme mitochondrial et de la perméabilité et/ou de lʼintégrité membranaire. Les concentrations létales à 10 % et 50 % étaient de 14,93 μg/mL et 74,63 μg/mL.En outre, lʼexposition des MA humains à la fraction particulaire de lʼaérosol anthropogénique a provoqué lʼinduction génique des enzymes de la phase I (i.e. cytochrome P450 (CYP) 1A1, CYP2E1, NADPH Quinone Oxydo-reductase (NQO)-1) et de la phase II (i.e. Glutathion S-Transférase (GST) P1 et M3) de lʼactivation métabolique pulmonaire des COV et des HAP, ce qui pourrait générer des métabolites très réactifs impliqués dans la formation dʼadduits à lʼADN.De plus, les différences quant à la cinétique dʼinduction génique de ces enzymes du métabolisme des COV et des HAP en fonction des expositions considérées ont suggéré que la fraction inorganique des aérosols jouerait un rôle de vecteur physique de la fraction organique adsorbée, et favoriserait par conséquent sa pénétration, sa rétention et sa toxicité dans les cultures primaires de MA humains. To contribute to improve the knowledge of the underlying mechanisms of action involved in air pollution Particulate Matter (PM)-induced cytotoxicity, we were interested in the metabolic activation of Volatile Organic Compounds (VOC) and/or Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH)-coated onto Dunkerque Cityʼs PM2.5 in human Alveolar Macrophages (AM) isolated from BronchoAlveolar Lavage Fluid (BALF). This in vitro cell lung model is very close to the normal in vivo situation, notably in the characteristics that AM display in terms of gene expression of phase I and phase II-metabolizing enzymes. The bronchoscopic examinations and BAL procedures were carried out without any complications. The exposure of AM, during 24, 48 or 72 h, to increasing concentrations of the collected aerosol induced significant variations of the activities of the extracellular lactate deshydrogenase and the mitochondrial deshydrogenase. The lethal concentrations at 10% and 50% were 14.93 and 74.63 μg/mL for AM, respectively, and indicated the relatively higher sensibility of such target lung cells. VOC and/or PAH-coated at low levels onto the surface of the particulate fraction significantly induced gene expression of cytochrome P450 (CYP) 1A1, CYP2E1, NADPH Quinone Oxydo-reductase (NQO) 1) and Glutathione S-Transferase (GST)P1 and M3, versus controls, suggesting thereby the formation of biologically reactive metabolites. Moreover, these results suggested the role of physical vector of carbonaceous core of PM, which can, therefore, increase both the penetration and the retention of attached-VOC into the cells, thereby enabling them to exert a more durable induction. Hence, we concluded that the metabolic activation of the very low doses of VOC and/or PAH-coated onto Dunkerque Cityʼs PM2.5 is one of the underlying mechanisms of action closely involved in its cytotoxicity in isolated human AM in culture. jeu., 02 mai 2013 12:06:32 +0200 ven., 09 oct. 2015 10:14:22 +0200 https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/1097 https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/834 L’exposition chronique aux particules atmosphériques fines (Particulate Matter, PM2.5) constitue une cause de mortalité par cancer broncho-pulmonaire. Cependant, peu d’études se sont focalisées sur la relation entre la composition chimique des particules et leur potentiel cancérogène. Afin d’apporter des éléments de réponse à cette question, notre travail a consisté en l’étude toxicologique d’échantillons de PM2.5, en lien avec leurs caractéristiques physico-chimiques. Nous nous sommes ainsi intéressés à l’induction d’enzymes participant à l’activation métabolique des composés organiques, puis à la recherche d’effets génotoxiques. Six échantillons de PM2.5 ont été prélevés sous trois influences (industrielle, urbaine ou rurale) et au cours de deux périodes (printemps-été et automne-hiver). Ils ont ensuite fait l’objet d’une caractérisation physique (i.e. granulométrie et surface spécifique), chimique (e.g. composition en Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques – HAP – et métaux) et biologique (i.e. fractions bactérienne et fongique) approfondies. Les PM2.5 ont été testées pour leur capacité à induire des mutations à l’aide du test d’Ames, sur trois souches de Salmonella typhimurium (TA102, TA98, YG1041). Nous avons complété ce volet toxicologique in vitro par l’utilisation d’une lignée de cellules épithéliales bronchiques humaines d’origine normale (cellules BEAS-2B). Après 72 h d’exposition aux PM2.5, nous avons étudié l’expression génique et l’activité catalytique du CYP1A1, une enzyme impliquée dans l’activation des HAP en métabolites réactifs à l’encontre des macromolécules cellulaires. La génotoxicité des particules a ensuite été évaluée par 3 méthodes complémentaires : le post-marquage au 32P, le test des comètes et le test des micronoyaux. Les résultats obtenus par le test d’Ames ont montré une mutagénicité significative de l’ensemble des échantillons de PM2.5. Ces mutations impliqueraient majoritairement des composés nitro-aromatiques et, dans une moindre mesure, la matrice des particules selon un mécanisme qui reste à décrypter. Le post-marquage au 32P a ensuite permis de détecter la formation d’adduits encombrants, probablement mais non exclusivement liés à la présence de HAP. Le test des comètes a, quant à lui, révélé la présence de lésions au sein de ce même ADN. Enfin, le test des micronoyaux a mis en évidence une augmentation dose-dépendante du nombre de cassures chromosomiques et/ou du taux de séparation anormal des chromosomes lors de la division cellulaire. Les altérations mises en évidence semblent liées à la fois à la présence de composés organiques et à la fraction inorganique des particules. Notre étude apporte ainsi des éléments de réponse quant aux mécanismes impliqués dans la toxicité des PM2.5. Numerous epidemiological studies have demonstrated a positive correlation between an elevation of Particulate Matter (PM) concentration in ambient air and both mortality and morbidity by cardio-pulmonary diseases. However, mechanism by which PM composition is linked to toxic effects is still unclear. In this context, the present work consisted in an assessment of the metabolic activation of organic fraction and the genotoxic potential of PM2.5 samples collected in Dunkerque city, a French seaside city characterized by intense industrial activity and heavy motor vehicle traffic. 6 PM2.5 samples were collected either under industrial, urban or rural influence, during spring and summer 2008 or autumn and winter 2008-2009. Each of these samples was subjected to an extensive physical (i.e. size distribution, specific area) and chemical characterization (i.e. determination of content in polycyclic aromatic hydrocarbons, polychloro-dibenzo-p-dioxins/furans, polycholorobiphenyls, and metals). Toxicological evaluation subsequently was carried out in vitro on the metabolically competent BEAS-2B cell line. Metabolic activation of PM2.5 organic fraction was evaluated through the analysis of CYP1A1 induction and CYP1A1 activity, whereas PM genotoxic potential was studied using four complementary methods: Ames test on 3 Salmonella typhimurium tester strains (TA98, TA102, and YG1041), 32P post-labelling of bulky DNA-adducts, comet assay, and micronucleus formation assay. Ames test revealed a significant mutagenicity of all PM2.5 samples, especially on the YG1041 tester strain which is sensitive to nitro-aromatic compounds. Secondly, CYP1A1 gene induction and activity studies showed a strong induction of this enzyme following exposure to PM samples. 32P post-labeling method revealed bulky DNA adducts formation that seemed to be partially linked to polycyclic aromatic hydrocarbons. Furthermore, comet assay demonstrated DNA breakage formation in exposed cells. Finally, micronucleus assay showed an increase in abnormal segregation and/or chromosome breakage after cells’ exposure to PM2.5 samples. Genotoxic alterations revealed in this study seem to be linked to both organic and inorganic fractions of PM2.5, whatever the sampling site and period. Altogether, these results give answers about physio-pathological mechanisms that may be involved in PM2.5 genotoxic effects. mer., 03 avril 2013 16:16:53 +0200 lun., 22 mai 2017 15:05:17 +0200 https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/834