Impact toxicologique des émissions de moteur à combustion interne : Pneumotoxicité et mutagénicité in vitro

Toxicological impact of Diesel exhaust: Lung toxicity and Mutagenicity in vitro

• Auteur / Autrice : Mamadou Fall
• Direction : Jean-Paul Morin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Toxicologie de l'environnement
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Accès multiple par différence de code

Inflammation

Stress oxydatif

Moteurs diesel -- Gaz d'échappement

Organes -- Cultures cellulaires

Poumon

Mots clés libres

Particules diesel

Tensioactif

Chlorure de benzyle

Alginate de Na

Vaporisation-diffusion

Résumé

Des résultats contradictoires sont observés in vivo comme in vitro concernant les rôles respectifs des composants des émissions diesel. Ces différences pourraient s'expliquer par des modifications physiques et/ou chimiques générées lors de l'échantillonnage des gaz d'échappement. Notre travail, réalisé in vitro, a permis d'étudier en première partie l'impact d'une suspension particulaire additionnée ou non d'un tension actif (Tween 20) mais également l'effet d'un flux continu d'émissions moteur non filtrées et filtrées sur une culture organotypique de tranches de poumons de rat. Puis, l'étude de la mutagénicité de la phase gazeuse du chlorure de benzyle (BCl) sur Salmonella typhimurium nous a permis de mettre au point un système d'exposition d'atmosphères complexes et son application à une exposition directe d'émissions moteur. L'étude d'impact sur le tissu pulmonaire a montré une activation des enzymes du cycle du glutathion observée avec les émissions non filtrées et filtrés impliquant ainsi la phase gazeuse dans le stress oxydatif observé. Des phénomènes inflammatoires, mis en évidence par une augmentation du TNF–a, ont été attribués aux particules diesel. La présence de Tween 20 augmenterait la toxicité de ces particules en suspension dans une phase liquide probablement en facilitant la désorption et/ou l'absorption de leurs composants. Concernant l'étude de génotoxicité, l'activité mutagène da la phase gazeuse du BCl observée en vaporisation-diffusion, nous a permis d'utiliser cette méthode pour évaluer la mutagénicité des émissions diesel à la sortie du moteur. C'est ainsi qu'une activité mutagène des gaz d'échappement non filtrés et filtrés a été trouvée, particulièrement sur la souche TA 100 et ces variantes la TA 100NR et la YG 1029. L'utilisation d'un modèle immobilisant les bactéries sur une couche mince de gel d'alginate, permettant une meilleure approche d'échantillonnage des gaz d'échappement, n'a pas donné de meilleurs résultats et nécessite une optimisation. Ainsi, les modalités d'exposition des systèmes biologiques aux émissions diesel demeurent un facteur clé susceptible d'influencer fortement l'interprétation des résultats et ainsi les stratégies de dépollution des moteurs à combustion interne.

Conflicting results were observed in vivo and in vitro regarding different components of diesel exhausts. His difference could be explained by physic and/or chemical modifications of diesel exhausts generated during sampling. Our work, performed in vitro, has permitted to study the impact of particle suspension supplemented or not with a surface-active (Tween 20) and also the effect of an unfiltered and filtered diesel exhaust continuous flow in an organotypic culture of rat lung slices. In a second part, the mutagenic study of Benzyl Chloride (BCl) in its gaseous phase in a Salmonella modified assay, allowed to perform an exposure system of complex atmospheres and its application to diesel exhaust direct exposure. The impact study in lung tissue has shown activation of the enzymes involved in glutathione cycle observed with unfiltered and filtered exhaust involving the gaseous phase in this oxydizing stress. Inflammatory phenomenons, demonstrated by an increase of the TNF-a, were assigned to diesel particles. The presence of Tween 20 increased the toxicity of particles in suspension in liquid phase probably to make easy the desorption and/or absorption of these compounds. Regarding genotoxicity study, the mutagenic activity of BCl gaseous phase observed in vaporization-diffusion, has encouraged the use of this method for mutagenic evaluation of diesel exhausts under continuous flow. Mutagenic activity of unfiltered and filtered diesel exhausts was found, specifically in TA 100 strain and its derivatives the TA 100NR and YG 1029. The use of immobilized bacteria model (thin coating alginate gel), in order to allow a better exposure approach to diesel exhausts, has not given better results and requires furthe optimization. The exposure conditions of biological systems to diesel exhausts remain the main factor capable to influence highly the interpretation of the results and in that way the depollution strategy of the internal-combustion motors.