Particules ultra-fines et santé : caractérisation des particules ultra-fines dans l'air et dans les tissus humains

Ultrafine particles and health : characterization of ultrafine particles in air and human tissues

• Auteur / Autrice : Mickaël Rinaldo
• Direction : Patrick Brochard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Santé publique. Option : Epidémiologie
• Date : Soutenance le 21/12/2015
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sociétés, politique, santé publique (Talence, Gironde ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Université de Bordeaux. Centre de recherche en épidémiologie et biostatistique
• Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Pairon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Garrigou
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gérard Lasfargues, Annie Sobaszek

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pollution atmosphérique -- Effets physiologiques

Effets physiologiques

Toxicologie

Nanoparticules

Polluants atmosphériques

Mots clés libres

Particules ultrafines

Nanoparticules

Biométrologie

Métrologie

Microscopie électronique à transmission

Translocation

Nanoparticles

Ultrafine particles

Biological monitoring

Metrology

Transmission electron microscopy

Translocation

Résumé

Les études épidémiologiques sur les effets de la fraction ultrafine de la pollution particulaire et les études sur la toxicité in vitro et in vivo des nanoparticules manufacturées témoignent d’un danger potentiel pour l’homme en raison de nouvelles propriétés physico-chimiques de la matière à l’échelle nanométrique. L’évaluation du risque lié à des expositions professionnelles ou environnementales ou le diagnostic d’un lien causal entre ces expositions et d’éventuelles pathologies peuvent être limités par l’absence de méthode de référence pour caractériser et quantifier les particules nanométriques dans les tissus et fluides biologiques. Ce travail a permis de mettre au point une méthode remplissant ces objectifs, basée sur la préparation des échantillons par digestion alcaline et microfiltration et sur l’analyse en microscopie électronique analytique. L’application de cette méthode dans deux études a permis de confirmer qu’une translocation des particules nanométriques était possible d’une part au niveau pleural avec concentration dans les black spots et d’autre part à travers le placenta avec une possible exposition du foetus. Ce travail a également permis de caractériser des sources d’expositions professionnelles ou environnementales aux particules nanométriques. Sous réserve d’optimiser le coût et le temps nécessaire pour ce type d’analyse, cette méthode pourrait permettre de définir des valeurs de référence sur des échantillons plus larges et représentatifs de la population générale ou être utilisée dans le cadre de la surveillance de travailleurs exposés.

Epidemiologic studies on the health effects of ultrafine particles from atmospheric pollution and in vitro or in vivo studies on manufactured nanoparticles toxicity suggest that potential hazards may result from new physico-chemical properties of materials at nanometric scale. To assess human health risk after occupational or environmental exposure or to demonstrate a causal relationship between such exposures and diseases may be hindered by the lack of reference method to characterize and quantify nanometric particles in biological tissues and fluids. This work allowed us to develop such a method based on samples preparation by alkaline digestion and microfiltration followed by analytical electron microscopy analysis. This method applied in two studies allowed us to confirm that pleural translocation of nanometric particles and accumulation in black spots were possible in human and that they also may pass through the placental barrier with potential fetal exposure. This work also allowed us to characterize some sources of occupational and environmental exposures. After time-cost optimization of this method, it could be used to define reference values on larger population-representative samples or used for the medical follow-up of exposed workers.