14 Sep

TOXICITE DES PARTICULES DIESEL SUR LES CELLULES EPITHELIALES DES VOIES AERIENNES CHEZ L'HOMME.

Publié par laurent Lasselin

Laboratoire de Cytophysiologie et Toxicologie Cellulaire

 

Université Paris 7, place Jussieu, 75251 Paris cedex 05.

 

Les fumées diesel constituent actuellement une cause importante de pollution atmosphérique en milieu urbain. En effet, le parc automobile français compte environ 25 millions de véhicules automobiles dont 14% ont un moteur diesel. Le principal problème des fumées d'échappement diesel vient de l'émission particulaire qui est 50 fois plus importante que celle d'un moteur à essence. Les particules diesel (PD) sont de petite taille (0,1 à 0,3 mm de diamètre). Leur partie centrale est constituée d'un squelette carboné sur lequel peuvent s'adsorber des produits organiques qui constituent de 10 à 90% du poids total des particules selon le type de carburant et le type de moteur. Etant donné la taille de ces particules, elles pénètrent profondément dans l'appareil respiratoire, jusqu'aux alvéoles. Leur vitesse d'élimination est relativement faible puisque leur demi vie est de plus de deux mois chez le rat (Mac Clellan, 1987). Cette persistance des particules dans les voies aériennes pose directement le problème de leur impact sur l'épithélium respiratoire qui est leur première cible.

 

Il est très difficile d'évaluer quantitativement in vivo les effets d'un produit toxique, gazeux ou particulaire, sur l'appareil respiratoire. C'est pourquoi des essais in vitro sur cultures cellulaires se sont largement développés ces dernières années (pour une revue, voir Jaurand et col.,1995). A l'aide de cultures primaires d'origine nasale ou trachéale et d'une lignée immortalisée de cellules bronchiques humaines, nous avons pu mettre en évidence la réponse précoce des cellules épithéliales à l'agression particulaire. Une première étape est la phagocytose des particules qui intervient rapidement, dès les premières heures de contact avec la membrane apicale des cellules, et s'accroît avec le temps et la concentration en particules. Les P.D. s'accumulent dans des vésicules intra cytoplasmiques mais peuvent être retrouvées libres dans le cytoplasme, voire dans le noyau. Un passage de cellules à cellules (transcytose) est également possible. La phagocytose des P.D. par l'épithélium respiratoire, qui a également été observé in vivo chez l'animal exposé à des fumées diesel (Hyde et coll., 1985), peut expliquer la persistance des particules dans les poumons. A concentration non cytotoxique, le contact des P.D. avec l'épithélium déclenche également une réponse inflammatoire des cellules épithéliales qui se caractérise par le relargage de cytokines telles que l'IL8 et le GM CSF.

Cette sécrétion est précédée par l'activation du facteur de transcription NFkB, sa translocation nucléaire et sa liaison à l'ADN. NFkB étant un facteur de transcription impliqué dans la régulation des gènes de plusieurs cytokines, notamment l'IL8 et le GM CSF, ces résultats suggèrent donc un contrôle transcriptionnel de l'augmentation de la sécrétion.

 

La présence des HAP et des nitro HAP sur les P.D. pourrait jouer un rôle dans ces phénomènes. En effet, le noir de carbone, qui représente .le coeur carboné de la particule et qui est très pauvre en HAP, n'induit pas l'activation de NFkB ni la sécrétion de cytokines aux mêmes concentrations que les P.D. Cependant, le noir de carbone est également phagocyté par les cellules épithéliales. L'importance de la partie organique des particules dans la réponse inflammatoire est confortée par le fait que les P.D. provenant de pots catalytiques et qui ont perdu environ 60% des molécules organiques adsorbées n'induisent plus le relargage de GM-CSF par les cellules épithéliales.

 

En conclusion; les particules diesel peuvent être phagocytées par les cellules épithéliales respiratoires et ainsi persister dans les tissus. Elles induisent une réponse inflammatoire qui est sans doute une composante de la réaction asthmatique. Cependant, l'élimination par catalyse des molécules organiques adsorbées, si elle n'empêche pas la phagocytose des particules, semble diminuer sensiblement la réponse inflammatoire.

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