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

Publié le par laurent Lasselin

Laboratoire de Cytophysiologie et Toxicologie Cellulaire

 

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

 

Les fumĂ©es diesel constituent actuellement une cause importante de pollution atmosphĂ©rique en milieu urbain. En effet, le parc automobile français compte environ 25 millions de vĂ©hicules automobiles dont 14% ont un moteur diesel. Le principal problème des fumĂ©es d'Ă©chappement diesel vient de l'Ă©mission particulaire qui est 50 fois plus importante que celle d'un moteur Ă  essence. Les particules diesel (PD) sont de petite taille (0,1 Ă  0,3 mm de diamètre). Leur partie centrale est constituĂ©e d'un squelette carbonĂ© sur lequel peuvent s'adsorber des produits organiques qui constituent de 10 Ă  90% du poids total des particules selon le type de carburant et le type de moteur. Etant donnĂ© la taille de ces particules, elles pĂ©nètrent profondĂ©ment dans l'appareil respiratoire, jusqu'aux alvĂ©oles. Leur vitesse d'Ă©limination 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 aĂ©riennes pose directement le problème de leur impact sur l'Ă©pithĂ©lium respiratoire qui est leur première cible.

 

Il est très difficile d'Ă©valuer 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 dĂ©veloppĂ©s ces dernières annĂ©es (pour une revue, voir Jaurand et col.,1995). A l'aide de cultures primaires d'origine nasale ou trachĂ©ale et d'une lignĂ©e immortalisĂ©e de cellules bronchiques humaines, nous avons pu mettre en Ă©vidence la rĂ©ponse prĂ©coce des cellules Ă©pithĂ©liales Ă  l'agression particulaire. Une première Ă©tape est la phagocytose des particules qui intervient rapidement, dès les premières heures de contact avec la membrane apicale des cellules, et s'accroĂ®t avec le temps et la concentration en particules. Les P.D. s'accumulent dans des vĂ©sicules intra cytoplasmiques mais peuvent ĂŞtre retrouvĂ©es libres dans le cytoplasme, voire dans le noyau. Un passage de cellules Ă  cellules (transcytose) est Ă©galement possible. La phagocytose des P.D. par l'Ă©pithĂ©lium respiratoire, qui a Ă©galement Ă©tĂ© observĂ© in vivo chez l'animal exposĂ© Ă  des fumĂ©es 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'Ă©pithĂ©lium dĂ©clenche Ă©galement une rĂ©ponse inflammatoire des cellules Ă©pithĂ©liales qui se caractĂ©rise par le relargage de cytokines telles que l'IL8 et le GM CSF.

Cette sĂ©crĂ©tion est prĂ©cĂ©dĂ©e par l'activation du facteur de transcription NFkB, sa translocation nuclĂ©aire et sa liaison Ă  l'ADN. NFkB Ă©tant un facteur de transcription impliquĂ© dans la rĂ©gulation des gènes de plusieurs cytokines, notamment l'IL8 et le GM CSF, ces rĂ©sultats suggèrent donc un contrĂ´le transcriptionnel de l'augmentation de la sĂ©crĂ©tion.

 

La prĂ©sence des HAP et des nitro HAP sur les P.D. pourrait jouer un rĂ´le dans ces phĂ©nomènes. En effet, le noir de carbone, qui reprĂ©sente .le coeur carbonĂ© de la particule et qui est très pauvre en HAP, n'induit pas l'activation de NFkB ni la sĂ©crĂ©tion de cytokines aux mĂŞmes concentrations que les P.D. Cependant, le noir de carbone est Ă©galement phagocytĂ© par les cellules Ă©pithĂ©liales. L'importance de la partie organique des particules dans la rĂ©ponse inflammatoire est confortĂ©e par le fait que les P.D. provenant de pots catalytiques et qui ont perdu environ 60% des molĂ©cules organiques adsorbĂ©es n'induisent plus le relargage de GM-CSF par les cellules Ă©pithĂ©liales.

 

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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