Conséquences toxicologiques de l'exposition pulmonaire aux nanoparticules biodégradables – NANOBIOTOS

L’exposition aux nanoparticules est susceptible de favoriser des effets toxiques importants tels qu'une réponse inflammatoire ou oxydative ou encore une réaction allergique. De nombreuses études portent sur la toxicité des nanoparticules manufacturées non dégradables, mais peu de travaux se sont intéressés à celle des nanoparticules biodégradables utilisées en thérapeutique comme « nanomédicaments ». Ce projet a pour but d'explorer la toxicité induite par l'inhalation de nanoparticules polymériques biodégradables en raison de leur intérêt grandissant pour l’administration par voie pulmonaire de molécules actives. Il est crucial d’étudier les effets induits par ce type de traitements au niveau pulmonaire, voire d'évaluer leur éventuelle translocation. Par ailleurs, l’exposition de personnels manipulant de tels systèmes au sein de l'environnement de travail constitue un intérêt supplémentaire pour mener ce type d’étude. Sur le plan expérimental, le projet permettra de mettre en évidence de manière systématique les relations qui existent entre les propriétés physico-chimiques, la biodisponibilité et la toxicité des nanoparticules biodégradables de poly(lactide-co-glylcolide), un des polymères les plus utilisés en thérapeutique. Ainsi,des nanoparticules de propriétés physico-chimiques différentes (diamètre et propriétés de surface) seront conçues et caractérisées en vue des études biologiques. Nous aborderons tout d’abord la translocation des particules sur un modèle formant des monocouches avec des jonctions étroites et sécrétant du mucus, utilisé par plusieurs équipes pour comprendre les mécanismes de transport des molécules actives. Il s'agit de cellules Calu3 qui forment des monocouches à l’interface air/eau. Les études de capture des nanoparticles seront entreprises à l’aide de co-cultures macrophages alvéolaires/cellules 16HBE pour essayer de se rapprocher au mieux des conditions physiologiques. Les études de capture des nanoparticles seront entreprises à l’aide de co-cultures macrophages alvéolaires/cellules 16HBE pour essayer de se rapprocher au mieux des conditions physiologiques. A l'aide de ce modèle, nous mesurerons la réponse inflammatoire et oxydative. Parallèlement, l’éventuelle modification fonctionnelle de cellules dendritiques humaines et murines sera déterminée après incubation des nanoparticules en présence de ces cellules. Nous déterminerons aussi le devenir in vivo des nanoparticules après administration par voie pulmonaire en utilisant des techniques de microscopie à fluorescence permettant un suivi en temps réel des particules inhalées chez la souris saine ou porteuse de tumeurs du poumon. Enfin, nous nous intéresserons à la toxicité in vivo des nanoparticules en étudiant particulièrement les réponses biologiques des cellules capables de capturer les nanoparticules dans l’arbre pulmonaire sur des modèles de souris transgéniques portant le gène reporter luc sous contrôle des promoteurs du TNFalpha, de l’NFkB et d'iNOS ainsi que la réponse oxydative et inflammatoire dans les liquides broncho-alvéolaires