Evaluation des effets et du devenir de xénobiotiques dans un contexte d’administration orale par l’utilisation de méthodes alternatives in vitro

Evaluation of the effects and fate of xenobiotics in the context of oral administration using alternative in vitro methods

• Auteur / Autrice : Aurélie Loussouarn
• Direction : Axelle Renodon-Cornière, Maxime Mahé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomolécules, pharmacologie thérapeutique
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie et Immunologie Intégrée Nantes Angers
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Fleury
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Audrey Ferrand
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Peyret, Catherine Guedes-Moali

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules -- Perméabilité

Herbicides

Xénobiotiques

Mots clés libres

Affitines

Barrière intestinale

Résumé

Les xénobiotiques représentent toutes les molécules étrangères à l’organisme humain auxquelles il sera exposé au cours de sa vie. Pour se prémunir de leurs potentiels effets néfastes, le corps possède des barrières biologiques. Lorsque les xénobiotiques entrent par la voie orale, c’est la barrière intestinale qui va être la plus impactée. Aussi, notre objectif est d’utiliser des modèles in vitro simples et reproductibles pour l’évaluation du comportement de xénobiotiques sur cette barrière. La première partie de cette étude a porté sur le comportement d’une protéine de ciblage de la barrière à visée thérapeutique (affitine) dans le tractus digestif. Dans ce sens, des modèles synthétiques reproduisant le liquide gastrique et intestinal ont permis de tester sa résistance aux contraintes physico-chimiques. Les outils d’ingénierie protéique nous ont permis de modifier l’affitine pour qu’elle lutte plus efficacement contre les conditions extrêmes de la voie orale. . La deuxième partie du projet s’est consacrée aux xénobiotiques présents dans les eaux de boissons. L’action de différents herbicides a été testée sur un modèle de barrière intestinale reproduit avec une lignée cellulaire Caco-2 différenciée. Comme la perméabilité cellulaire est un élément-clé dans l’homéostasie intestinale, une investigation plus poussée a été menée sur les protéines de jonctions cellulaires. Face à une augmentation des expositions aux xénobiotiques, il y a un intérêt croissant d’identifier leurs effets délétères ou non sur la santé humaine. Nos travaux, pris dans leur ensemble, mettent en évidence que des méthodes alternatives in vitro sont d'excellentes approches pour extrapoler des situations in vivo. Elles permettent d’étudier les impacts des xénobiotiques sur notre organisme, de façon prédictive et rapide, et sans l’utilisation de l’expérimentation animale

Xenobiotics are all molecules that are foreign to the human organism and to which it will be exposed during its life. To protect itself from their potential harmful effects, the body is equipped with biological barriers. When xenobiotics enter the body orally, the intestinal barrier is the most impacted. Our objective is to use simple and reproducible in vitro models to evaluate the behaviour of xenobiotics on the intestinal barrier. The first part of this study focused on the behaviour of therapeutic barrier targeting protein (affitin) in the digestive tract. First, synthetic models reproducing gastric and intestinal fluids were used to test its resistance to physicochemical constraints. Protein engineering tools have allowed us to modify the affitin to fight more efficiently against the extreme conditions of the oral route. The second part of the project focused on xenobiotics in drinking waters. The action of different herbicides was tested on a model of the intestinal barrier reproduced with a differentiated Caco-2 cell line. As cellular permeability is a key element in intestinal homeostasis, further investigation was carried out on cell junction proteins. With increasing exposures to xenobiotics, there is a rising interest in identifying their deleterious or non-deleterious effects on human health. Our work highlights that alternative in vitro methods are excellent approaches to extrapolate from in vivo situations. They allow us to study the impacts of xenobiotics on our organism, in a predictive and rapid manner, and without the use of animal experimentation