Transition génotoxique après exposition à des substances toxiques: modélisation et classification avec une approche multi-critères – GenoSHIFT

La génotoxicité des composés chimiques est une question extrêmement prégnante en toxicologie, tant pour la santé humaine, animale ou environnementale. Parmi les tests mis évaluant la génotoxicité de composés, le test des micronoyaux (MN) est reconnu comme une méthode fiable et précise de détection des dommages chromosomiques. Ce test permet, en évaluant différents critères associés aux MN (eg présence du centromère), de classifier les événements clastogènes ou aneugènes. Ce test peut être automatisé et permet une bonne extrapolation des limites d'exposition potentielles, avec une mesure facile à la fois in vitro et in vivo. Si les tests in vivo sont particulièrement utiles pour caractériser les effets des métabolites, de nouveaux modèles intégrés sont nécessaires pour réduire le nombre de rongeurs dans les tests de toxicité. De plus, le test MN classique ne fournit pas d’évaluation dynamique des modes d’action (MoA) et des effets long terme, obligeant à l’analyse de multiples temps d’exposition, en particulier pour les expositions chroniques.

Nous apportons différentes innovations au test MN pour l’évaluation des dangers liés aux potentiels agents mutagènes/carcinogènes, en développant un test MN multi-paramétrique in vitro. Le consortium Genoshift déploiera : i) une lignée de cellules hépatiques métaboliquement compétentes (HepaRP), exprimant un biotraceur breveté de la chromatine (chromatibody), optimisé et associé à un gène rapporteur de l’inflammation, ii) un criblage par imagerie à haut-contenu, pour la formation de MN mais aussi sur d’autres critères de génotoxicité et paramètres cellulaires, afin de iii) raffiner ces informations et les intégrer à des données multiOMICs (transcripto- et métabolomique) et iv) mieux caractériser/classifier les composés génotoxiques, seuls ou en combinaison, en particulier après exposition subchronique. Comme preuve de concept, nous revisiterons des composés génotoxiques répertoriés par l’ECVAM. Cette approche permettra d’affiner des signatures et MoA spécifiques permettant, à long terme, de prévoir ou anticiper les effets mélanges ou cocktail, sur des composés génotoxiques ou d’autres substances pour lesquelles une exposition chronique à de très faibles doses pose question. Cette approche innovante sera complétée par un système de toxicocinétique, avec un modèle de barrière intestinale (organoïdes intestinaux cultivés en 2D), intégré au système final.

Tous les partenaires engagés dans le projet possèdent un haut niveau d’expertise technique et scientifique. Chaque étape du développement du test repose sur les compétences des partenaires, ce qui réduit les risques pour le projet. Le projet Genoshift, associant recherche appliquée et transfert de recherche, a pour objectif de fournir un test intégré capable de répondre aux recommandations actuelles des experts, basé sur les MoA, avec des améliorations significatives sur le plan scientifique, techniques et socio-économique. Sur le plan socio-économique, Genoshift offre une alternative aux expériences vivo et permet une lecture directe et automatisée des MN, réduisant le coût des analyses. En outre, au lieu de développer un tout nouveau test, Genoshift apporte des améliorations innovantes à un test reconnu. Sur le plan technique et scientifique, le projet est conforme aux recommandations des experts et de l’OCDE. Il permet de mieux comprendre les MoA et de déterminer/classifier le potentiel génotoxique de substances/contaminants, in vitro et en temps réel, même pour une exposition chronique. Le projet Genoshift aura donc des incidences sur de nombreux domaines, allant de la santé humaine/animale aux aspects environnementaux, et pourra conduire à des progrès dans la prévention et/ou le diagnostic de l'exposition aux composés, seuls ou en mélange. Globalement, le projet Genoshift vise à améliorer la sécurité -face à l'exposition aux produits chimiques, médicaments et additifs- des êtres humains, des animaux et de l'environnement.