Impact des expositions précoces à la pollution atmosphérique sur la maturation pulmonaire et la susceptibilité à développer une BPCO : une étude expérimentale

Impact of air pollution on lung maturation: study of a potential early determinant of Chronic Obstructive Pulmonary Disease

• Auteur / Autrice : Clément Buissot
• Direction : Sophie Lanone, Patrice Coll
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 29/01/2025
• Etablissement(s) : Paris 12
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IMRB - Institut Mondor de Recherche Biomédicale
• Jury : Président / Présidente : Laurent Boyer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sophie Lanone, Emilie Perraudin, François Huaux, Valérie Siroux, Patrice Coll
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Huaux, Valérie Siroux

Mots clés

Mots clés libres

Bpco

Pollution atmosphérique

Chambre de simulation

Copd

Air pollution

Simulation chamber

Résumé

La Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) est une pathologie de l’adulte caractérisée par un déclin progressif de la fonction respiratoire. Issue d’interactions gène-environnement tout au long de la vie, pouvant altérer le développement pulmonaire et modifier la trajectoire de la fonction respiratoire. L’importance des fenêtres d’exposition dans la susceptibilité à développer une BPCO à l’âge adulte reste mal connue. Dans ce contexte, nous avons plus spécifiquement exploré le rôle de la pollution atmosphérique et de la saisonnalité durant deux phases clés de maturation pulmonaire dans la susceptibilité à développer une BPCO. Des atmosphères réalistes, représentatives de Paris ou Pékin en été ou hiver, ont été simulées via la plateforme PolluRisk. Des souris ont été exposées à deux stades de maturation pulmonaire (alvéolisation précoce ou tardive). L’impact des expositions sur la maturation pulmonaire et le développement de l’emphysème après exposition à la fumée de cigarette à l’âge adulte ont été évalués. Nos résultats montrent que les expositions précoces, particulièrement à Paris Hiver, impactent la maturation et la fonction respiratoire des souris. Après exposition à la fumée de cigarette, ces souris semblent également plus impactées, bien que ces observations nécessitent confirmation. Ces résultats suggèrent que les premières phases de maturation pulmonaire constituent des fenêtres critiques où les expositions environnementales ont un impact plus important sur la fonction pulmonaire et la susceptibilité à développer une BPCO. Ils illustrent l’importance d’approches exposomiques pour mieux comprendre les facteurs de risque précoces de la BPCO.

Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is an adult disease characterized by a decline of the respiratory function. It results from gene-environment interactions occurring over the lifetime of the individual, which can alter normal lung development and thus be associated with changes in lung function trajectory. The importance of the exact window of exposure in the susceptibility to develop COPD at a later age is not known yet. We therefore aimed to explore the role of air pollution and seasonality (as environmental factors) during two stages of lung maturation on the susceptibility to develop COPD at adult age. Realistic atmospheres representative of Paris or Beijing in Summer or Winter conditions have been simulated thanks to the PolluRisk platform. Mice were exposed during two stages of lung maturation (early and late alveolarization). The impact of such exposures was evaluated on lung maturation, as well as on emphysema development after cigarette smoke exposure at adult age. Overall, our results show that early exposures, particularly to Paris Winter-like atmospheres, significantly impact lung maturation and respiratory function. This is not observed after an early exposure to Paris summer-like atmosphere. After cigarette smoke exposure, these mice also seem more impacted even though these results still need to be confirmed. Our results suggest that environmental exposures during early periods of lung development represent more susceptible windows to impact lung function and subsequent susceptibility to develop COPD. Our results illustrate the need for exposomic approaches to have a better understanding of early life risk factors of COPD.