Partenaires

CNRS IN2P3 CNRS


Rechercher

Sur ce site

Sur le Web du CNRS


Accueil du site > FRANCAIS > Thématiques de recherche > ICS - Imagerie Chimique et Spéciation > Sujets de recherche > Toxicité pulmonaire des particules d’oxyde de cobalt : un effet cheval de Troie


Toxicité pulmonaire des particules d’oxyde de cobalt : un effet cheval de Troie

PNG - 1.1 ko

Dans les centrales nucléaires, en cas de contamination interne, l’isotope le plus fréquemment retrouvé chez les travailleurs est le 60Co sous forme d’oxyde. Le poumon est l’organe cible après contamination le plus souvent par inhalation de vapeurs contaminées. Cette étude menée en collaboration avec des équipes du CEA dans le cadre du programme de Toxicologie Nucléaire (ToxNuc) a pour objet de décrire les mécanismes de toxicité chimique du cobalt, sous forme soluble ou sous forme d’oxyde, sur des cellules pulmonaires humaines.

Des particules de 400 nm de diamètre, représentative des cas d’exposition dans l’industrie électronucléaire, ont été étudiées in vitro sur une lignée de cellules pulmonaires humaines. Nous avons combiné l’imagerie chimique par micro-faisceau d’ions (AIFIRA CENBG), la microscopie confocale, la cytométrie de flux, et la spectrométrie de masse (ICP-MS).

Les techniques micro-analytiques d’imagerie par faisceau d’ions ont permis de mettre en évidence une solubilisation intracellulaire infime, de l’ordre du pour mille. Les particules sont donc incorporées par les cellules pulmonaires humaines par endocytose avant d’être partiellement solubilisées à pH acide dans les lysosomes cellulaires, libérant une faible quantité d’ions cobalt qui se répartit dans le cytoplasme et le noyau.

Nous avons pu montrer pour la première fois que cette faible fraction de cobalt intracellulaire solubilisée est à l’origine de la totalité de la toxicité observée. Ces résultats introduisent un nouveau paradigme dans le domaine de la toxicité des particules de faible ou très faible solubilité, la toxicité serait due essentiellement aux effets toxiques du métal en solution suite à la lente solubilisation intracellulaire des particules (effet cheval de Troie).

La méthodologie s’applique à l’étude du mécanisme de toxicité de nombreuses autres particules métalliques ou oxymétalliques.

JPEG - 136.8 ko

Figure. Imagerie quantitative micro-PIXE d’une cellule pulmonaire humaine après exposition aux particules d’oxyde de cobalt. (A) une grande fraction de cobalt se trouve dans le cytoplasme sous forme insoluble. (B) la micro-analyse PIXE locale de la distribution du cobalt montre qu’une faible fraction du cobalt total (spectre noir) est détectée sous forme diffuse solubilisée (spectre rouge), notamment dans le noyau (spectre bleu). Dans cet exemple environ 0.1% du cobalt intracellulaire est solubilisé.

Collaborations

CEA, DEN, DPC, SEARS, Laboratoire de développement Analytique Nucléaire, Isotopique et Elémentaire, Gif-sur-Yvette. CEA, DSV, IBEB, Lab Biochim System Perturb, Bagnols-sur-Cèze.

Référence

Low-solubility particles and a Trojan-horse type mechanism of toxicity : the case of cobalt oxide on human lung cells
Ortega R., Bresson C., Darolles C., Gautier C., Roudeau S., Perrin L., Janin M., Floriani M., Aloin V., Carmona A., Malard V. (2014), Particle & Fibre Toxicology, 11:14. [pubmed] [link]