Rôle des nanoparticules métalliques dans les altérations pulmonaires induites par l'exposition aux fumées de soudage – SoudoNano

Les nanotechnologies regroupent l'ensemble des techniques visant à concevoir, caractériser et produire des matériaux à l'échelle du nanomètre. Les matériaux ainsi produits, appelés nanomatériaux (au sein desquels on retrouve des particules ayant un diamètre inférieur à 100 nm - les nanoparticules) présentent de nouvelles propriétés qui les rendent particulièrement attractifs aux yeux des industriels. Les champs d'application des nanotechnologies sont déjà très nombreux et vont connaître un développement exponentiel dans les prochaines années. Face à ce développement, et malgré des bénéfices potentiels conséquents dans de nombreux domaines, des inquiétudes sont émises quant à l'éventuelle toxicité humaine et environnementale des nanoparticules manufacturées, leur biodégradabilité ou encore leurs effets secondaires à long terme. L'étude des effets toxicologiques des nanoparticules, et particulièrement au niveau respiratoire, s'est beaucoup développée ces 3-4 dernières années. Cependant, l'immense majorité des études utilise une approche expérimentale in vitro,en exposant des cellules humaines ou animales en culture ou in vivo en administrant des nanoparticules à des animaux de laboratoire. En effet, il n'y presque pas d'études évaluant les conséquences de l'exposition humaine à des nanoparticules manufacturées. Ce point est critique car les études d'exposition humaine constituent une pierre angulaire de l'évaluation du risque pour la santé de l'exposition aux agents de l'environnement. Dans le cas des nanoparticules manufacturées, la difficulté à mettre en place des étude d'exposition humaine est multifactorielle, et notamment liée à la difficulté d'obtenir des échantillons biologiques des travailleurs exposés, à la faible ancienneté des expositions, etc. Dans ce projet, nous proposons d'examiner les conséquences respiratoire de l'exposition humaine à des nanoparticules métalliques en étudiant un groupe professionnellement exposé à ce type de nanoparticules : les soudeurs. En effet, la fumée de soudage contient des nanoparticules métalliques, et leur identification puis l'examen de leurs effets biologiques pourrait apporter des éléments d'information précieux sur les effets respiratoires de l'exposition humaine à des nanoparticules métalliques. L’objectif général du projet est donc d'analyser les effets toxicologiques pulmonaires des nanoparticules contenues dans les fumées de soudage. Plus spécifiquement, 3 objectifs scientifiques seront poursuivis : 1/ caractériser les nanoparticules présentes dans du tissu pulmonaire de patients exposés aux fumées de soudage et bénéficiant d'un interrogatoire approfondi, afin de connaître les caractéristiques physico-chimiques des nanoparticules (forme, taille, composition chimique, etc), leur localisation cellulaire et leur association éventuelle avec des anomalies cliniques et histopathologiques, 2/ synthétiser 4 nanoparticules représentatives de celles trouvées dans les prélèvements pulmonaires, et 3/ déterminer les effets biologiques de ces nanoparticules synthétisées, isolées et en mélange, et déterminer les mécanismes moléculaires de ces effets a) in vitro sur des cellules représentatives de celles dans lesquelles les nanoparticules auront été observées dans les prélèvements pulmonaires, et b) in vivo chez la souris exposée par voir intratrachéale. L'avancée scientifique majeur que devrait apporter ce projet est une meilleure compréhension des effets sur la santé respiratoire humaine de l'exposition à des nanoparticules métalliques par le biais de l'étude de leur rôle dans la physiopathologie des altérations pulmonaires observées chez les sujets exposés aux fumées de soudage. Un aspect très original et ambitieux du projet est son caractère translationnel, allant de l'analyse de prélèvements humains aux études expérimentales, avec une approche multidisciplinaire associant des médecins, des biologistes, des biophysiciens et des chimistes.