Etude des vésicules extracellulaires endothéliales et autres marqueurs de toxicité du Benzo[a]pyrène : influence d’extraits de microalgues d’origine marine

Study of endothelial extracellular vesicles and other toxicity markers of Benzo[a]pyrene : influence of marine microalgal extracts

• Auteur / Autrice : Manon Le goff
• Direction : Lionel Ulmann, Éric Le Ferrec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie, Biochimie Cellulaire et Moléculaire
• Date : Soutenance le 10/03/2020
• Etablissement(s) : Le Mans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Des Substances et Organismes de la Mer (Nantes) - Mer- molécules et santé EA 2160 / MMS
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut de recherche en santé environnement et travail -- Rennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microalgues

Vésicules extracellulaires

Marqueurs biologiques

Toxicologie

Benzopyrène

Mots clés libres

Hydrocarbures aromatiques polycycliques

Benzo[a]pyrène

Vésicules extracellulaires

Extraits de microalgues

Récepeur aux hydrocarbures aromatiques

Biomarqueurs

Protection cellulaire

Cellules endothéliales

Polycyclic aromatic hydrocarbons

Benzo[a]pyrene

Extracellular vesicles

Microalgae extracts

Aromatic hydrocarbon receptor

Biomarkers

Cell protection

Endothelial cells

Résumé

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), e.g. benzo[a]pyrène (B[a]P), sont des polluants environnementaux associés aux cancers et aux maladies cardiovasculaires. Les objectifs de cette thèse ont été: (1) d’'identifier des biomarqueurs d’'un risque de développement de ces maladies dues aux HAP et (2) de tester des produits naturels en prévention, sur les cellules endothéliales HMEC-1. Dans ce contexte, les vésicules extracellulaires (VE) : exosomes (EXO) et microvésicules (MV), accessibles dans les fluides biologiques, semblent être des biomarqueurs prometteurs non invasifs. La composition et la production des VE dépendent du type et de l’'état physiopathologique de la cellule. Nos résultats démontrent que certains HAP stimulent in vitro et in vivo la production de VE et modifient leur contenu. Nous avons montré que la surproduction d’'EXO dépend du récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR) contrairement aux MV. Nous avons étudié l’'influence de deux extraits de microalgues, O. tauri et P. tricornutum, riches en oméga-3 et en pigments sur la toxicité du B[a]P. Nous avons observé que l'extrait d’'O. tauri peut influencer la toxicité du B[a]P. En effet, l'apoptose et la production de VE ont diminué probablement par réduction de l'expression du CYP1A1, une enzyme de bioactivation du B[a]P. En outre, l'expression des cytokines inflammatoires induite par le B[a]P a été réduite. L'extrait de P. tricornutum n'a inhibé que l'expression de la cytokine IL-8 induite par le B[a]P. Ces travaux de thèse suggèrent une application potentielle des VE comme biomarqueurs de toxicité des HAP et la possible utilisation d’'O. tauri dans la prévention de pathologies médiées par les HAP.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), such as benzo[a]pyrene (B[a]P), are environmental pollutants associated with cancers and cardiovascular diseases. The aims of the present thesis have been : (1) to identify biomarkers of a risk of developing these pathologies due to PAHs, and (2) to test the preventing effects of natural products on HMEC-1 endothelial cells. In this context, extracellular vesicles (EV) : exosomes (EXO) and microvesicles (MV), accessible in biological fluids, seem to be promising non-invasive biomarkers. EV composition and production depend on the type and physiopathological state of the cell. Our results demonstrate that some PAHs stimulate in vitro and in vivo EV production and modify their content. We have further shown that the overproduction of EXO depends on the aromatic hydrocarbon receptor (AhR) unlike the MV. We have studied the influence of two extracts of microalgae, O. tauri and P. tricornutum, rich in omega-3 and pigments, on the toxicity of B[a]P. We have observed that O. tauri extract can influence the toxicity of B[a]P. Indeed, apoptosis and EV production were decreased likely through reduction of the expression of CYP1A1, a B[a]P bioactivation enzyme. In addition, the B[a]P-induced expression of the inflammatory cytokines IL-8 and IL1-β was reduced. The P. tricornutum extract only inhibited the expression of the B[a]P-induced cytokine IL-8 expression. Overall, this thesis suggests a potential application of EVs as biomarkers of PAH toxicity, and the possible use of O. tauri extract in the prevention of PAHs-mediated pathologies.