Chapitre 1: Introduction
7. L’étude in vitro de la cytogénotoxicité du benzo-a-pyrène chez l’humain
urtout effectuées avec des cellules hépatiques HepG2, les publications étudiant la cytogénotoxicité in vitro du BaP en utilisant le lymphocyte sanguin humain comme modèle sont très limitées en nombre. Et ceci alors que le lymphocyte humain demeure la cellule de choix pour effectuer la surveillance biologique de l’exposition aux HAP. De plus, ces études sont effectuées soit avec un nombre faible de sujets, soit à haute concentration de BaP, soit avec des temps d’exposition très courts ou très longs. Par ailleurs, la relation dose-réponse n’a été étudiée que dans une seule étude comprenant deux sujets. De plus, les relations existant entre l’exposition au BaP et les
biomarqueurs précoces n’ont pas été évaluées, probablement parce que ces études n’ont pas mesuré plusieurs biomarqueurs suite à l’exposition à quelques concentrations de BaP des lymphocytes de leurs sujets. Toutes les études publiées jusqu’à présent sont recensées ici (la plus récente datant de 2006) en fonction du biomarqueur étudié.
7.1. Les adduits BPDE-ADN
Chez l’humain, les adduits BPDE-ADN ont surtout été quantifiés suite à l’exposition in vitro de cellules HepG2, de même que dans les kératinocytes HaCat, ou encore comme outil de surveillance biologique de populations exposées aux HAP (adduits mesurés dans les lymphocytes sanguins). En ce qui concerne les lymphocytes sanguins humains, leur exposition in vitro au BaP a servi à la caractérisation des adduits présents dans ce type de cellules seulement [Okano et coll., 1979; Thompson et coll., 1989; Wiencke et coll., 1990; Holz et coll., 1991]. La quantification des adduits n’a donc jamais été effectuée dans les lymphocytes, suite à une exposition in vitro au BaP.
7.2. Les bris à l’ADN
La détection des bris à l’ADN suite à l’exposition in vitro de lymphocytes humains au BaP a été rapportée dans deux études. Après une exposition de une ou quatre heures à des concentrations de BaP variant entre 0,5 et 10 µg/mL, aucune augmentation des bris simple-brin détectables par l’essai COMET n’a été rapportée [Frenzilli et coll., 2000; Kleinsasser et coll., 2000]. Comportant un et 60 sujets respectivement, ces deux études ont été réalisées avec des lymphocytes quiescents (phase G0 du cycle cellulaire), c’est-à-dire sans induction mitogénique à la PHA. Subséquemment l’activation métabolique du BaP avec le mélange S9 sur ces lymphocytes quiescents a permis une induction significative des bris à l’ADN chez le sujet analysé par Frenzilli et coll. [2000].
7.3. Les aberrations chromosomiques
Seules deux études ont analysé les AC sur des lymphocytes sanguins exposés in vitro au BaP. Effectuée en 2001 sur 38 sujets [Salama et coll., 2001], l’exposition à 1 et 10 µg/mL de BaP durant 26 h montre une augmentation significative des AC dans ce groupe. Les AC ont été analysées de façon non conventionnelle par FISH, en utilisant deux sondes reconnaissant les séquences alpha-satellites et classiques du centromère du chromosome 1. Ainsi réalisée, cette technique a permis de détecter les cassures au niveau du centromère du chromosome 1. Par ailleurs, une étude publiée en 2006 [Guven et coll., 2006] a été réalisée chez 31 sujets (15 hommes et 16 femmes), dont les lymphocytes ont été exposés à 1,25 µg/mL de BaP durant 24 ou 48 heures. Une augmentation significative des AC a été rapportée dans ces deux conditions.
7.4. Les échanges entre chromatides-sœurs
Six études ont analysé les ÉCS sur des lymphocytes humains exposés in vitro au BaP. Une très courte exposition à 0,2 – 5 ou 10 µg/mL de BaP durant 2,5 h, suivie de 24 h de culture, n’a pas suffi à provoquer une hausse significative des ÉCS dans les lymphocytes [Lo Jacono et coll., 1992]. Cependant, une exposition variant entre 48 et 68 h, avec des concentrations de BaP variant entre 1,25 et 50 µg/mL, a causé une augmentation significative des ÉCS au niveau des groupes comportant, respectivement, deux, 23 et 31 sujets [Warshawsky et coll., 1995; Salama et coll., 2001; Guven et coll., 2006]. Par ailleurs, dans une autre étude effectuée sur deux sujets avec de très faibles concentrations de BaP (0,0025 à 1,25 µg/mL), l’exposition des lymphocytes durant 51 h a montré une augmentation des ÉCS pouvant être significative (tests statistiques pas effectués) à partir de 0,0125 µg/mL pour le sujet 1 et de 0,025 µg/mL pour le sujet 2 [Wiencke et coll., 1990]. La courbe dose-réponse semble comparable pour ces deux sujets, avec une augmentation croissante de la moyenne des ÉCS, en fonction de la concentration de BaP testée. Finalement, dans la dernière étude où l’exposition au BaP effectuée durant 72 h est faite en présence du mélange S9, une augmentation significative des ÉCS est rapportée à toutes les concentrations de BaP testées (1 à 15 µg/mL) [Cho et Chung, 2003].
7.5. Les micronoyaux sanguins
Concernant l’étude des micronoyaux sanguins, les études in vitro ont été effectuées autant sur des cultures de sang complet (ce qui est le type habituel de culture), qu’après isolement des lymphocytes/ monoctytes. Six études ont analysé les MNs sur des lymphocytes humains exposés in vitro au BaP, cultivés dans le sang complet ou après isolement des lymphocytes/ monocytes. Une très courte exposition à 0,2 – 5 ou 10 µg/mL de BaP (2,5 h), suivie de 24 h de culture, n’a pas provoqué une hausse significative de la fréquence des MNs dans les lymphocytes humains cultivés en sang complet [Lo Jacono et coll., 1992]. Dans une autre étude où la culture s’est faite à partir de sang complet, une exposition de 64 heures à des concentrations de BaP variant entre 0,5 et 10 µg/mL, a mené à une augmentation significative de la fréquence des MNs chez les trois sujets de l’étude [Warshawsky et coll., 1995]. De même, une exposition à 7,5 µg/mL de BaP pour 48 h a haussé significativement la fréquence des MN [Onaran et coll., 2001]. Cependant, des concentrations plus élevées, variant entre 15 et 150 µg/mL de BaP, pour 48 h d’exposition (sang complet), n’ont montré aucune augmentation de la fréquence des MNs, que la culture soit effectuée avec ou sans mélange S9 [Elhajouji et coll., 1994]. Par ailleurs, la culture avec des lymphocytes isolés sans mélange S9 a donné des résultats contradictoires lorsque de hautes concentrations de BaP sont utilisées. Ainsi, l’étude de Vian et coll. [1993] n’a montré aucune augmentation de la fréquence des MNs après une exposition à 25, 70 ou 125 µg/mL de BaP pour 48h (21 sujets), alors que l’étude de Elhajouji et coll. (1994) a montré une augmentation significative de la fréquence des MNs après une exposition à 30 et 100 µg/mL de BaP pour 48h (deux sujets). Toutes les autres concentrations (étendue testée : 15 à 150 µg/mL) montraient des résultats négatifs. Finalement, dans une étude où l’exposition au BaP effectuée durant 72 h a été faite en présence du mélange S9, une augmentation significative de la fréquence des MNs a été rapportée à toutes les concentrations de BaP testées (1 à 15 µg/mL) [Cho et Chung, 2003].