Thèse soutenue

Etude en Interface Air-Liquide de la toxicité des Composés Organiques Volatils lors d’expositions répétées : Cas du toluène, de ses homologues et des émissions issues de son traitement catalytique
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Auteur / Autrice : Clémence Méausoone
Direction : Dominique Courcot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Toxicologie
Date : Soutenance le 03/10/2019
Etablissement(s) : Littoral
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant - Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant / UCEIV
financeur : Hauts-de-France. Conseil régional
Jury : Président / Présidente : Stéphane Siffert
Examinateurs / Examinatrices : Luc Ferrari, Christelle Monteil, Yann Landkocz, Sylvain Billet, Maurizio Gualtieri, Ghislaine Lacroix
Rapporteurs / Rapporteuses : Luc Ferrari, Christelle Monteil

Résumé

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Le toluène est un solvant fréquemment utilisé par l’industrie manufacturière. Il appartient à la catégorie des composés organiques volatils (COV), dont nombre d’entre eux présentent des impacts néfastes sur la santé humaine et sont aujourd’hui classés cancérogènes, mutagènes et/ou reprotoxiques. Afin de diminuer la présence dans l’air de composés nocifs comme le toluène, il apparait essentiel d’envisager leur substitution dans les procédés industriels par des composés moins toxiques et/ou de réduire au maximum leurs émissions à la source. Dans ce contexte, le premier objectif du travail de recherche est d’étudier la toxicité aiguë et répétée du toluène, de ses homologues supérieurs, pouvant être utilisés comme composés de substitution, ainsi que de son homologue inférieur sur des cellules épithéliales bronchiques humaines à l’aide d’un dispositif d’exposition en interface air/liquide. Le deuxième objectif vise à évaluer le caractère toxique d’effluents gazeux issus de la dégradation du toluène par oxydation catalytique. Pour cela, les cellules BEAS-2B ont été exposées 1 heure par jour pendant 1, 3 et 5 jours au benzène, au toluène, au xylène ou au mésitylène, ainsi qu’aux effluents gazeux obtenus après traitement catalytique du toluène. Les effets toxiques ont été évalués au travers des paramètres de cytotoxicité, de réponse inflammatoire et d’expression génique des enzymes de métabolisation des xénobiotiques (EMX). L’exposition des cellules BEAS-2B au toluène et à ses homologues a révélé l’implication de voies métaboliques spécifiques à chaque composé. Une augmentation significative des marqueurs de l’inflammation a également été observée, avec une concentration plus importante pour le benzène et le xylène par rapport aux autres molécules. Concernant l’exposition aux effluents gazeux issus de l’oxydation catalytique du toluène, l’expression tardive de gènes impliqués dans le métabolisme des xénobiotiques organiques aromatiques, est compatible avec la présence de sous-produits, tels que le benzène ou les hydrocarbures aromatiques polycycliques. En conclusion, les résultats obtenus dans ce projet montrent l’intérêt de mener des expositions in vitro en condition répétée permettant de déceler de potentiels effets tardifs et la pertinence de la validation toxicologique des systèmes catalytiques avant leur formulation en pilote industriel.