Effets éventuels liés à l’exposition aux champs radiofréquences dans la bande 3,5 GHz

6.3.1 Analyse des publications issues de la recherche bibliographique

Très peu d’études ont été publiées sur les effets physiologiques ou biologiques d’un signal de fréquence 3,5 GHz, que ce soit chez l’Homme, in vivo chez l’animal ou encore in vitro. Cinq études ont été répertoriées dans des domaines très différents : une étude sur la reproduction chez le rat, plus particulièrement la spermatogenèse (Wu et al., 2011), une étude sur les effets thermiques chez l’humain liés à l’exposition à des antennes intégrées à des lunettes connectées (Geyikoğlu et al., 2019), une étude in vivo sur le développement du poisson zèbre, un modèle animal classique pour étudier le développement (Dasgupta et al., 2020), et deux études in vitro sur des cellules humaines, l’une sur des cellules de la cornée (Miyakoshi et al., 2018), et l’autre sur des cellules de peau saine, les fibroblastes, ou sur des cellules issues de mélanome (Mumtaz et al., 2020).

Wu et al. 2011 ont étudié les mécanismes moléculaires par lesquels les radiofréquences induisent un trouble de la spermatogenèse. Ils se centrent particulièrement sur les cellules de Sertoli et les cytokines qu’elles produisent, afin de déterminer l'effet des cytokines produites par les cellules de Sertoli sous l’effet des radiofréquences sur les cellules germinales. Des cellules de Sertoli matures sont isolées à partir de rats âgés de 3 semaines et sont séparées en un groupe témoin (Sham) et un groupe exposé aux radiofréquences. Les cellules ont été exposées à un signal de densité de puissance moyenne 100 mW/cm² dans la bande S

(2 - 4 GHz) pendant 4 min. Les cellules du groupe sham ont été placées dans les mêmes conditions à l'exception de l'exposition aux radiofréquences.

Après exposition, les cellules de Sertoli ont été collectées pour l'extraction d'ARN, le dosage radio-immunologique ou co-incubées avec des cellules spermatiques normales.

Pour les expériences de co-culture, après 96 h d'isolement, les cellules de Sertoli ont été traitées à la trypsine et réensemencées dans des plaques à six puits, puis exposées aux radiofréquences. Par la suite, des cellules spermatogènes normales ont été ajoutées. Après 24 h de co-culture, les cellules spermatogènes ont été collectées pour analyses (cytométrie de flux, Western blot, …) ; la peroxydation des lipides a été déterminée pour les membranes des cellules germinales.

Pour examiner les taux de cytokines dans les cellules de Sertoli exposées aux radiofréquences, l'ARN total des cellules de Sertoli a été extrait après 2, 6 et 12 h d’exposition.

La PCR quantitative a montré que l’ARNm correspondant au facteur de nécrose tumorale TNFα dans les cellules de Sertoli exposées aux radiofréquences pendant 2 h était environ 2,5 fois plus élevé que celui des cellules témoins. Le taux de l’interleukine IL-6 a augmenté de 2,5 et 3 fois après 2 et 6 h d’exposition. Celui de l’IL-1b était respectivement 4 et 5 fois plus élevé, après 2 h et 6 h d’exposition. Les protéines correspondantes suivaient l’augmentation de l'ARNm. En ce qui concerne les cellules germinales co-cultivées avec des cellules de Sertoli exposées, les cellules en apoptose (mort cellulaire génétiquement programmée

« physiologique »¹⁵²) étaient significativement plus élevées que dans les cellules germinales co-cultivées avec des cellules témoins, mais le nombre de cellules nécrotiques (mort cellulaire non génétiquement programmée « pathologique ») n’était pas modifié de façon significative.

Pour confirmer cette augmentation de l’apoptose, les auteurs ont mesuré l’expression des protéines Bax, Bcl-2 et caspase-3 par Western blot. Ils montrent une augmentation de Bax et de caspase-3 dans les cellules germinales co-cultivées avec des cellules de Sertoli exposées aux radiofréquences (3,5 et 3 fois, respectivement) tandis que l'expression de Bcl-2 a été réduite de 3,5 fois par rapport aux cellules témoins.

Les auteurs concluent que les cytokines pro-inflammatoires produites par les cellules de Sertoli après exposition aux radiofréquences peuvent perturber la spermatogenèse suite à leur apoptose. L’étude montre que l’apoptose des cellules germinales est induite par la sécrétion de cytokines à partir des cellules de Sertoli, elle-même induite par l’exposition aux radiofréquences.

Ce papier est jugé de bonne qualité du point de vue biologique (étude des cytokines et de la survie cellulaire). Cependant, l’étude des mécanismes de mort cellulaire n’est pas appropriée.

En effet, pour Bax et Bcl-2, c’est surtout leur localisation à la membrane mitochondriale qui importe, plus que leur expression ; pour la caspase 3, c’est le clivage de la pro-caspase 3 en caspase 3 qui est important (cf. Annexe 3 pour plus de précisions). Or, les auteurs ont étudié l’expression de la pro-caspase 3 (35 KDa) alors que l’apparition de la caspase 3 (11-17 KDa selon l’anticorps) n’est pas rapportée. Les tests statistiques avec vérification de la distribution normale des données sont pertinents. Enfin, le système d’exposition aux radiofréquences est peu décrit.

L’objectif de l’étude de Geyikoğlu et al. (2019) était de tester l’effet d’antennes dipôles en serpentin intégrées dans des lunettes « intelligentes » utilisant des technologies sans-fil sur la

152 Voir l’Annexe 3 pour plus de précisions sur l’apoptose et la nécrose.

température au niveau de la tête : les antennes émettant des radiofréquences à 2,45 ; 3,6 ; 3,8 ; 4,56 et 6 GHz.

Dans une première partie expérimentale du travail, les auteurs ont utilisé un fantôme¹⁵³ de tête dont la composition et la réalisation sont décrites en détails (gel semi-liquide constitué d’eau désionisée, de sel (NaCl) pour augmenter la conductivité, de sucrose, de gélatine et d’acide polylactique pour obtenir une constante diélectrique élevée). La stabilité des propriétés diélectriques du fantôme préparé, mesurées pour chaque fréquence pendant 2 semaines à température ambiante, a été vérifiée. Dans un premier temps, une simulation in silico a été réalisée sur un fantôme de tête (logiciel CST Microwave Studio Suite) avec deux prototypes d’antennes, pour déterminer le DAS et la température locaux, avec et sans lunettes, aux fréquences de 2,45 ; 3,8 et 6 GHz, pour une puissance d’antenne de 20 mW. L’un des deux prototypes a un DAS légèrement plus élevé, et l’élévation de température la plus importante a été de +0,7°C avec un plateau atteint en 1 h environ. Dans un second temps, des mesures de DAS ont été effectuées sur le fantôme de tête, et la variation de température (thermographie infrarouge) à 2,45 GHz, pour des expositions de 10, 20 et 30 min a été mesurée. Les résultats sont concordants avec ceux de la simulation numérique (augmentation d'environ 0,4°C à 30 minutes pour 2,45 GHz). Après 30 min d'exposition, pour le prototype 1 : DAS : 16,1 mW/kg sans lunettes et 8,1 mW/kg avec lunettes et augmentation de la température de 0,3°C sans lunettes et 0,2°C avec lunettes ; pour le prototype 2 : DAS : 14,1 mW/kg sans lunettes et 8,1 mW/kg avec lunettes et augmentation de la température de 0,2°C sans lunettes et 0,1°C avec lunettes.

Dans une seconde partie clinique du travail, 4 hommes (24-26 ans, taille de 1,50 m à 1,72 m, poids de 65 à 85 kg), ont été exposés au port de lunettes connectées (prototype 1 puis 2) dotées d’antennes émettrices à la fréquence de 2,45 GHz, et leur température cutanée a été mesurée sur l’ensemble de la tête par thermographie infrarouge à 10, 20 et 30 min d’exposition. L’augmentation de température au niveau du visage et du profil droit après 30 min d’exposition a été de 0,1 à 0,3°C (très faible variabilité entre individus), ce qui confirme ce qui a été obtenu avec le fantôme de tête SAM. Par ailleurs, les élévations de température liées à l’exposition aux radiofréquences sont plus faibles avec les lunettes que sans.

S’agissant de l’augmentation de température, les résultats des simulations, des mesures sur le fantôme SAM et des mesures sur les 4 sujets sont congruents, et les auteurs concluent que l’augmentation de température due à l'exposition étant inférieure à 1°C, les antennes tri-bandes intégrées dans les lunettes « intelligentes » peuvent être utilisées sans risque.

Il est à noter que cet article a exploré uniquement les effets thermiques de lunettes connectées pour une durée d’exposition courte de 30 min, des mesures sur des durées plus longues auraient pu être effectuées. Enfin, la partie clinique a concerné 4 individus, un échantillon de taille très faible.

Dasgupta et al. (2020) ont étudié les effets d’une exposition aux radiofréquences sur le développement du poisson zèbre (zebra fish, Danio rerio) afin de mettre en évidence une atteinte possible du développement embryonnaire. Pour cela, des embryons aux stades de 6 à 48 h post-fécondation ont été exposés aux radiofréquences dans une chambre-cage de

153 Ce terme, dans le domaine de la mesure des expositions aux champs électromagnétiques, désigne un modèle numérique ou un mannequin représentant un être humain ou un animal, dont les propriétés permettent de simuler l’absorption des ondes électromagnétiques. Ces fantômes sont plus ou moins réalistes, ils peuvent être « homogènes » (un seul type de tissu représenté) ou « hétérogènes » (plusieurs tissus différents).

Faraday [3,5 GHz, DAS = 8,24 W/kg pendant 42 h], la température des 6 puits contenant les embryons (n = 50/puits) a été maintenue à 28°C. Après l’exposition aux radiofréquences ou Sham (témoins), 48 embryons (8/puits) ont été récupérés et transférés chacun dans un puits.

Trois expériences ont été réalisées avec 48 embryons/expérience. Les paramètres comme la mortalité, la morphologie (17 variables, ex : longueur et axe du corps, pigmentation, œdème cardiaque, yeux, mâchoires, museau, appareil circulatoire, corne dorsale, développement du cerveau, …) ont été mesurés à 42 h (fin exposition) et 78 h post-exposition. Le comportement (réponse photomotrice, réflexe de sursaut) a été évalué à 78 h post-exposition, c'est à dire à 120 h post-fécondation. La réponse photomotrice a été testée sur 3 cycles de lumière, chaque cycle consistant en 3 min d’alternance lumière/obscurité et la distance (mm) parcourue par les larves a été mesurée. Le réflexe de sursaut consiste en un son audible (100 dB, 600 Hz) pendant 900 ms et la distance parcourue est mesurée pendant 9 s à l’aide d’un système vidéo de détection de mouvements (Technology ZebraBox et ZebraLab motion tracking, Viewpoint Life Sciences).

Les résultats montrent qu’une exposition aux radiofréquences n’affecte ni la mortalité des larves, ni l’incidence d’anomalies du développement morphologique. De même, au plan comportemental, la réponse photomotrice n’est pas altérée, que ce soit dans la phase sombre ou éclairée du test. Pour la réponse de sursaut consécutive à un stimulus sonore, les embryons exposés présentent une réduction modérée de 16,5 % de la distance parcourue en réponse à la stimulation, par rapport aux embryons du groupe témoin. Ce test, qui mesure une réponse sensorimotrice à un stimulus sonore, est classiquement utilisé pour détecter des altérations des capacités d’apprentissage chez l’humain et pour le screening des substances neuroactives pouvant affecter le fonctionnement du système nerveux central. Enfin, la température du milieu a été mesurée (28-29°C) et n’a pas montré d’élévation pendant l’exposition.

Les auteurs concluent que l’exposition à un signal radiofréquences à 3,5 GHz pendant 42 h n’impacte pas le développement et la survie des embryons mais induit une baisse modérée des fonctions sensorimotrices.

Cette étude est sérieuse et bien conduite de la part d’un groupe spécialiste du développement du poisson zèbre, incluant la cognition dans le contexte de la toxicité de divers agents chimiques, notamment. Cependant, il aurait été intéressant notamment de tester au moins une autre fréquence acoustique et une autre intensité pour mesurer le réflexe de sursaut. Le système d’exposition aux radiofréquences est bien décrit et illustré.

L’objectif de l’article de Miyakoshi et al. (2018) était de tester l’effet génotoxique et l’expression des protéines de choc thermique après exposition aux radiofréquences de cellules épithéliales de cornée humaine (HCE-T, Riken cell bank) dans des conditions de maintien de la température (effets non-thermiques).

Les cellules ont été cultivées sous une atmosphère contenant 5 % de CO2 à 37°C, dans du DMEM, et ensemencées dans des puits de 10 cm à une densité de 10⁶cellules/mL sur une couche de milieu de culture de 2 mm d’épaisseur et dans un volume milieu de 11,6 mL. Après exposition aux radiofréquences, les cellules ont été traitées avec de la cytochalasin B, un inhibiteur de la formation des filaments d’actine et par conséquent de la division cellulaire. Les micronoyaux de 1 000 cellules binucléées ont été comptés : la formation des micronoyaux dans les cellules en interphase est un test validé de génotoxicité (étude de lésions chromosomiques potentielles), qui accompagne souvent un test des comètes. Ainsi, des tests des comètes ont été réalisés en utilisant le kit Trevigen Comet Assay. Cent comètes minimum

ont été analysées pour chaque gel d’agarose. Un contrôle positif a été inclus et obtenu par traitement des cellules à la bléomycine, qui induit des cassures de l’ADN. Pour l’analyse des protéines de choc thermique, les protéines ont été préparées en présence d’inhibiteurs de protéases, soumises à une électrophorèse en gel d’acrylamide et transférées sur une membrane. L’ensemble des expériences a été réalisé 3 fois indépendamment. Les données ont été soumises à des tests statistiques de comparaisons multiples (test de Tuckey) et les différences considérées significatives à p < 0,01. La température n’augmentant pas après l’exposition, les effets recherchés sont donc des effets non-thermiques.

Les résultats montrent que la fréquence des micronoyaux augmente significativement après traitement à la bléomycine mais ne varie pas après 24 h d’exposition (comparaison des témoins non exposés, des témoins sham (dans le système d’exposition sans radiofréquences), et des exposés aux radiofréquences). Concernant les tests des comètes, le moment de la queue augmente significativement après traitement à la bléomycine, mais ne varie pas après exposition aux radiofréquences. Enfin, alors que la température induit une augmentation significative de l’expression des protéines de choc thermique Hsp27, Hsp70 et Hsp90, les ondes radiofréquences à 5,8 GHz ne modifient pas leur expression.

Compte tenu des éléments méthodologiques disponibles, cette étude a été évaluée de bonne qualité par le groupe de travail.

Mumtaz et al. (2020) ont étudié les effets des radiofréquences sur la peau, et plus précisément sur les fonctions cellulaires dans un modèle in vitro de culture de cellules saines (fibroblastes de derme humain) ou de cellules de mélanome (souche G361 et SK-Mel-31). Les cellules ont été exposées à un signal intermittent à 3,5 GHz (5 ou 45 « shots », énergie électromagnétique de 0,6J par « shot », pulsation 60 ns, 1 min entre 2 « shots ». La température du milieu de culture a été mesurée (thermal imager FLUKE Ti90) avant et après l’exposition (5 shots de 5 min et 45 shots de 45 min) et n’a pas varié par rapport aux cultures témoins (sans radiofréquences). La viabilité cellulaire a été mesurée à 5, 24, 48 et 72 h post-exposition, et l’apoptose à 24 h post-exposition dans les 3 types cellulaires. La prolifération, l’activité métabolique et la production de radicaux libres oxygénés ont été évaluées à 24 h post-exposition dans les cellules G361, seuls les taux d’ATP ont été mesurés dans les 3 types cellulaires. Enfin, une analyse moléculaire (qPCR, expression des ARMm) de gènes impliqués dans la prolifération (Ki67, c-Myc), l’apoptose (Caspase 3, Caspase 9), la division cellulaire (CDC, CENPF) et la mitochondrie (ATP5A1, ATP2B1) a été réalisée sur les cellules de mélanome G-361. Le délai post-exposition n’est pas précisé, possiblement 24 h.

Les résultats montrent : i) viabilité cellulaire : une légère augmentation significative de la viabilité 5 h post-exposition pour les fibroblastes (45 shots), et une augmentation significative de la viabilité à 5 h et 24 h post-exposition pour les cellules de mélanome ont été observées, avec un effet plus marqué pour les cellules G361 et pour la dose élevée (45 shots). À partir de 48 h post-exposition, aucun effet n’est observé sauf pour les cellules SK-Met-31 à la dose élevée (45 shots, 48 h). ii) Mort cellulaire : aucun effet des RF n’a été observé (5 et 45 shots) quel que soit le type cellulaire. iii) Prolifération, métabolisme énergétique et stress oxydant : dans les cellules de mélanome G361 aux 2 doses (5 et 45 shots), une augmentation significative de la prolifération, de la libération d’ATP cellulaire et mitochondrial a été observée.

Par contre, aucun effet des radiofréquences n'a été observé sur l’apoptose et sur l’activité superoxyde dismutase (SOD, indicateur de la réponse anti-oxydante). Il est à noter que les taux d’ATP cellulaires augmentent également dans les cellules SK-Mel-31, mais pas dans les fibroblastes. iv) Marqueurs moléculaires : dans les cellules de mélanome G361, une

augmentation significative de l’expression des ARNm des 2 gènes de prolifération (Ki67, c-Myc) a été observée aux 2 doses (Ki67) et à la dose élevée (c-c-Myc). De même, une augmentation de l’expression des 2 gènes apoptotiques (CASP3, CASP9) a été mise en évidence, mais uniquement à la dose faible (5 shots). Pour les gènes de la division cellulaire, seule une augmentation du gène CENPF a été mesurée à la dose élevée (45 shots). Enfin, pour les gènes mitochondriaux et pour les 2 doses, une augmentation (ATP5A1) et une diminution (ATP2B1) ont été observées. Pour les auteurs, ces résultats montrent que les radiofréquences à 3,5 GHz affectent la croissance et la prolifération des cellules de mélanome après 24 h, ce qu’ils attribuent à une augmentation de l’activité mitochondriale via l’augmentation des taux d’ATP. Une telle exposition aux radiofréquences n’affecte pas les fibroblastes.

Cette étude pose un problème majeur quant à la validité des résultats au regard des analyses statistiques réalisées (test t de Student pour comparaison de 2 groupes), non adaptées à des comparaisons multiples (3 groupes minimum). Une grande partie de l’étude n’a concerné qu’un type de cellules de mélanome, la comparaison avec les fibroblastes aurait été intéressante, d’autant plus que les effets des radiofréquences pourraient être dépendants du type de cellule (exemple de la viabilité). Cependant, elle a le mérite d’être une des rares études ayant utilisé un signal à 3,5 GHz.

En conclusion, les 5 études répertoriées dans la bande de fréquences autour de 3,5 GHz ont chacune exploré un domaine de recherche spécifique : les effets thermiques des radiofréquences dans un dispositif de lunettes connectées chez l’humain, le développement morphologique et comportemental du poisson zèbre, la réponse des fibroblastes et des cellules cancéreuses de la peau ou des cellules de la cornée humaine et, enfin, le système reproducteur chez le rat mâle. Ainsi, dans cette gamme de fréquences, les données sont insuffisantes pour conclure à l’existence ou non d’un effet biologique, physiologique voire pathologique qui pourrait avoir un impact sur la santé humaine.

6.3.2 Réflexions sur l’impact de la fréquence des champs électromagnétiques sur les effets biologiques ou sanitaires observés

6.3.2.1 Contexte de la réflexion

Les bandes de fréquences 700 MHz et 3,5 GHz sont les premières « nouvelles » fréquences destinées à la 5G déployées en France et pour lesquelles les opérateurs disposent déjà des autorisations.

Les données relatives aux effets de ces 2 bandes étant rares, le groupe de travail s’est interrogé sur la possibilité d’appliquer les données disponibles à des fréquences proches à ces nouvelles fréquences. Une approche adoptée pour évaluer ce point a été de vérifier si un effet de la fréquence pouvait être mis en évidence dans les données disponibles. L’idée étant que si un effet est détecté par exemple à 900 MHz, à 1 800 MHz ou encore 2 100 MHz, on pourrait émettre l’hypothèse qu’il soit également présent à 700 MHz ou 3,5 GHz. La validité dans une large gamme de fréquences (entre 700 MHz et 3,5 GHz) des effets observés à une fréquence particulière est, au moins implicitement, soutenue dans la plupart des rapports internationaux publiés à ce jour. Cependant, les études scientifiques qui ont recherché les effets de l’exposition aux radiofréquences de la téléphonie mobile (2G, 3G, 4G) depuis plus de 20 ans n’ont pas étudié spécifiquement l’impact de la fréquence sur ces effets. Ainsi, si des

fréquences différentes produisent des effets variables sur les paramètres observés, la généralisation à la bande 700 MHz ou à 3,5 GHz des conclusions sur les effets déjà établies dans les autres bandes (entre 840 MHz et 2,85 GHz environ) ne serait pas justifiée, et donc impossible. Par contre, à l’inverse, s’il apparaît que lorsque des effets sont observés à une fréquence donnée, ils sont systématiquement retrouvés à une autre fréquence, cela permettrait d’estimer, en attendant des études sur les signaux spécifiques de la 5G, que les données déjà disponibles dans la bande de fréquences entre 840 MHz et 2,850 GHz pourraient être transposées aux « nouvelles » fréquences de la 5G, à savoir 700 MHz et 3,5 GHz.

Les études analysant différentes fréquences ont donc été recherchées dans la littérature. Ceci devrait permettre d’apprécier comment un même paramètre, évalué par la même équipe, et dans des conditions expérimentales similaires, pourrait ou non dépendre de la fréquence utilisée.

Le groupe de travail a recensé les articles présentant cette caractéristique, c'est-à-dire étudiant le même phénomène à des fréquences différentes. Une recherche bibliographique a permis de sélectionner 39 articles étudiant des effets moléculaires, physiologiques ou comportementaux chez l’animal et l’humain.

Les études obtenues ont été classées en 3 catégories : celles faisant référence à des phénomènes tissulaires ou moléculaires chez l’animal (25 études), celles ayant trait aux effets comportementaux sur l’animal (6 études), et celles ayant pour sujet d’étude l’homme (18 études).

La sélection des articles originaux s’est faite d’une part à partir de 3 revues sur la neurophysiologie et la cognition chez l’homme (Kwon and Hämäläinen, 2011 ; Regel et Achermann, 2011 ; Wallace et Selmaoui, 2019), 2 revues sur la cognition animale (Naranayan et al., 2019 ; Sienkiewicz et Von Rongen, 2019) et 1 revue sur le stress oxydant cellulaire

Dans le document Exposition aux champs électromagnétiques liée au déploiement de la technologie «5G» (Page 186-200)