Vers l'identification d'une signature d'expression génique prédictive d'une fibrose pulmonaire induite par des (nano)matériaux

L'utilisation industrielle des nanomatériaux est en pleine expansion alors que les connaissances sur leurs effets toxicologiques sont encore insuffisantes. Comme la voie majeure d'exposition des salariés aux particules est l'inhalation, l'évaluation de leurs effets potentiels au niveau pulmonaire est essentielle. Dans cette étude utilisant le modèle rat, nous avons comparé les toxicités pulmonaires et les profils d'expression génique induits par deux nanomatériaux très largement utilisés : le dioxyde de titane et le noir de carbone, à ceux d'une silice cristalline, connue pour sa capacité à induire des fibroses pulmonaires. Alors que la silice cristalline a été administrée par instillation endotrachéale, les expositions au dioxyde de titane et au noir de carbone se sont faites par inhalation 6 heures par jour, 5 jours par semaine pendant 4 semaines. Les poumons ont ensuite été collectés 3 (ou 1 jour pour l'instillation), 30 et 180 jours après l'exposition. Les résultats obtenus par les approches conventionnelles, incluant les analyses biochimiques et cytologiques dans le fluide du lavage bronchoalvéolaire, ont démontré une induction d'une inflammation pulmonaire dose-dépendante et persistante jusqu'à 180 jours post-exposition pour les plus fortes concentrations. Les études histopathologiques ont mis en évidence le développement d'une fibrose pulmonaire chez les rats exposés à la silice cristalline et des signes précurseurs de fibrose suite à l'exposition à la plus forte dose de noir de carbone. Une approche transcriptomique a montré une modification de l'expression génique dans le tissu pulmonaire après exposition aux trois particules. L'analyse des gènes différentiellement exprimés a permis de mettre en évidence un set de gènes spécifiquement dérégulés lorsque les animaux sont exposés à une particule induisant une fibrose pulmonaire par rapport à une particule n'en induisant pas. Des investigations supplémentaires seront nécessaires pour vérifier si un changement d'une signature génique à court terme peut prédire les effets de particules à long terme comme une fibrose pulmonaire.