Etat de l’art sur la biotoxicité de la boehmite

L’analyse du cycle de vie depuis la synthèse d’une nanoparticule, la commande et l’utilisation du produit, son avenir et sa dégradationpermettent d’identifier les expositions potentielles aux nanoparticules. Nous pouvons distinguer les risques professionnels et les risques pour la population: soit directement, par l'utilisation du produit (surtout dans le cas de l’inhalation), soit indirectement via l'environnement.

Il est donc à titre préventif, important d’évaluer la toxicité des particules de boehmite. Actuellement la littérature ne référence que deux publications sur la toxicité des particules de boehmite (Pauluhn 2009; Pauluhn 2011) ainsi qu’un rapport faisant suite au projet « nanocare »(Kuhlbusch et al. 2009).

Pauluhn et al. mettent en avant le fait que les particules agglomérées inhalées de tailles micrométriques composées de particules primaires de tailles nanométriques peuvent exercer une toxicité pulmonaire selon la taille des agglomérats et non la taille des particules primaires.

Chapitre I : Etude bibliographique

essais biologiques chez le rat en utilisant deux types de boehmite particules primaires de 10 ou

doses 0,4, 3, et 28 mg/m3 durant 4 semaines (6 h / jour, 5 jours / semaine) suivie d’une période de post-exposition de 3 mois. Le diamètre aérodynamique médian en masse (MMAD) des particules agglomérées lors de l'inhalation a été de 1,7 et 0,6

ont alors été réalisés dans le but d’étudier lavage broncho-alvéolaire (LBA) et rétention de l’aluminium a aussi été

extra-pulmonaires incluantles ganglions lymphatiques associés

Les résultats ont montré des effets important ayant entraîné des modifications dans la formule du lavage broncho-alvéolaire, le poumon et les ganglions lymph

la plus forte de 28 mg /m3. L'histopathologie a

élargis dont l’apparence est spumeuse ainsi qu’une augmentation de inflammatoires. La détermination de l'aluminium dans l

cumulée dans le poumon était plus élevé après une exposition à AlOOH

µm que de AlOOH-10 nm/MMAD

(Figure 31).

Figure 31: Estimation de la fraction alvéolaire 40 nm/MMAD

Remarque : Les paramètres ciné

des tissus en supposant une cinétique d'élimination de premier ordre de particules. Les concentrations tissulaires ont été examinés après une période de 4 semaines

d'exposition de 6 h / jour, 5 jours / semaine.

Les réponses inflammatoire

agglomérats, plutôt qu’à la taille des particules primaires

: Etude bibliographique

essais biologiques chez le rat en utilisant deux types de boehmite (AlOOH)

ou 40 nm. Des rats ont été exposés par inhalation à différentes mg/m3 durant 4 semaines (6 h / jour, 5 jours / semaine) suivie d’une exposition de 3 mois. Le diamètre aérodynamique médian en masse (MMAD) des particules agglomérées lors de l'inhalation a été de 1,7 et 0,6 µm. Des s

dans le but d’étudier spécifiquement la toxicité pulmonaire alvéolaire (LBA) et d’observations histopathologiques

rétention de l’aluminium a aussi été déterminée dans les tissus pulmonaires

les ganglions lymphatiques associés aux poumons (LALNs).

des effets important ayant entraîné des modifications dans la alvéolaire, le poumon et les ganglions lymphatiques pour

de 28 mg /m3. L'histopathologie a ainsi révélé des macrophages alvéolaires spumeuse ainsi qu’une augmentation de cellules épithéliales et inflammatoires. La détermination de l'aluminium dans le tissu pulmonaire montre que la dose cumulée dans le poumon était plus élevé après une exposition à AlOOH-

10 nm/MMAD-1.7 µm, malgré les concentrations d'exposition identiques

: Estimation de la fraction alvéolaire déposée et de la dose des aérosols inhalés d'AlOOH 40 nm/MMAD-0.6 µm et d’AlOOH-10 nm/MMAD-1,7 µm

: Les paramètres cinétiques ont été calculés sur la base des concentrations d'aluminium des tissus en supposant une cinétique d'élimination de premier ordre de particules. Les concentrations tissulaires ont été examinés après une période de 4 semaines d’inhalation en utilisant

d'exposition de 6 h / jour, 5 jours / semaine.

Les réponses inflammatoires pulmonaires semblent être liées principalement à , plutôt qu’à la taille des particules primaires (Figure 32).

(AlOOH) composés de 40 nm. Des rats ont été exposés par inhalation à différentes mg/m3 durant 4 semaines (6 h / jour, 5 jours / semaine) suivie d’une exposition de 3 mois. Le diamètre aérodynamique médian en masse (MMAD)

µm. Des séries de sacrifices

la toxicité pulmonaire à partir de ques. La cinétique de les tissus pulmonaires, et les organes

aux poumons (LALNs).

des effets important ayant entraîné des modifications dans la atiques pour la dose révélé des macrophages alvéolaires cellules épithéliales et e tissu pulmonaire montre que la dose -40 nm/MMAD-0.6 é les concentrations d'exposition identiques

et de la dose des aérosols inhalés d'AlOOH-

tiques ont été calculés sur la base des concentrations d'aluminium des tissus en supposant une cinétique d'élimination de premier ordre de particules. Les concentrations en utilisant un régime

Figure 32: Comparaison de l’inflammationdans des lavages broncho-alvéolaires Les rats ont été exposés pendant 4 semaines (6 h / jour, 5 jours / semaine) à AlOOH-40 nm /MMAD-0.6 µm et à AlOOH-10 nm/MMAD-1.7 µm. Les points de données représentent la moyenne ± écart type de six

rats mâles examinés à mi-parcours de la période d'étude (jour 10).

Ils ont aussi observé que malgré des charges pulmonaires élevées il ne semblait pas avoir de phénomène de biodistribution et biopersistance au niveau des organes extrapulmonaires quelle que soit la dose inhalée.

Il a été conclu que la toxicité pulmonaire dépendait de la taille de l’agglomérat plus que de la taille des particules primaires alors que la demi-vie des particules semble augmenter lorsque la taille des particules primaires diminue.

Ces résultats sont en accord avec ceux obtenus lors d’un projet « Nanocare » à l’initiative allemande sur les aspects sanitaires des nanoparticules synthétiques(Kuhlbusch et al. 2009). Il s’est déroulé de 2006 à 2009 et a visé à élargir les connaissances sur les nanomatériaux synthétiques à l'égard des impacts potentiels des nanomatériaux sur la santé humaine. Ils ont travaillé sur divers types de nanoparticules et notamment la boehmite.

Les particules de boehmite utilisés lors de leurs tests sur des modèles animaux (rat) montrent des agglomérats de 40 µm, des particules primaires de 40nm et une surface spécifique de 100m2.g-1. Après une exposition semblable aux travaux de Pauluhn, les résultats obtenus montrent une augmentation de l’inflammation proportionnelleau degré d’exposition.

Au cours de ce projet, différents tests in vitro ont également été réalisés sur deux lignées cellulaires différentes (lignée carcinomateuse pulmonaire A549 et macrophages RAW 264.7). Concernant les particules de boehmite, les résultats obtenus sur la lignée RAW 264.7 montrent seulement l’expression de HO-1 (hème oxygénase 1) qui est induit en réponse à divers stress (hypoxie, cytokines...). Cependant pour l’autre lignée cellulaire A549 ils ont constaté en plus une cytotoxicité et une sécrétion d’IL-8.

Chapitre I : Etude bibliographique

Au vu de ces travaux et du nombre très limité d’études sur les particules de boehmite, il apparaît indispensable d’étudier de façon plus approfondie la biotoxicité de ce types de particules.