Développement d'une approche expérimentale intelligente pour l'évaluation du danger lié aux nanomatériaux (projet européen SMARTNANOTOX)
Etude
L’évaluation du danger que représentent les nanomatériaux (NMs) pour la santé des salariés reste un enjeu majeur. Comme l’intérêt industriel des NMs repose sur leurs propriétés physico-chimiques qui peuvent être également responsables de leur toxicité, il est important d’identifier celles qui peuvent poser problème. Une telle approche pourrait servir de base au développement de NMs moins dangereux pour la santé dès leur conception. De plus, la possibilité de prédire les effets nocifs à long terme des NMs via des tests in vitro et in silico réduirait à la fois le temps d’évaluation et le besoin d’avoir recours à l'expérimentation animale.
Le projet SmartNanoTox (mars 2016 – septembre 2020), regroupant 12 partenaires dont 3 homologues européens de l’INRS, visait à apporter des réponses à cette problématique. Son objectif principal était de proposer un modèle prédictif pour mesurer les impacts toxicologiques des NMs basé sur une approche mécanistique, qui utilise une compréhension détaillée de la réponse de l'organisme à l'exposition par inhalation à des NMs. Pour cela, il était nécessaire d’une part, de décortiquer les mécanismes moléculaires et cellulaires altérés par les NMs conduisant à de tels effets, d’autre part de créer une base de données des interactions entre des NMs et des biomolécules afin d’aider au développement d’outils de lecture croisée et de modèles numériques prédictifs de leur toxicité et enfin de développer une approche de criblage dans laquelle la toxicité des NMs pouvait être prédite à l’aide d’un nombre limité de modèles in vitro ou in silico.
L’INRS a apporté son expertise dans la compréhension des mécanismes d’action toxique de certains NMs en étudiant leurs effets à long terme après inhalation chez le rat et en analysant à l’aide de méthode de criblage à haut débit (analyse globale de l’expression des gènes) les voies affectées par ces NMs. L’INRS a également construit le schéma logique d’une voie conduisant à des effets néfastes (Adverse Outcome Pathway, AOP) permettant de comprendre comment des nanotubes de carbone peuvent induire des cancers pulmonaires. Cette approche est de plus en plus utilisée en toxicologie pour la mise en place de tests d’évaluation prédictifs.
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Fiche technique
Fiche technique
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Année de lancement
2016 -
Discipline(s)
Toxicologie expérimentale -
Responsable(s)
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Participant(s)
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Collaboration(s) extérieure(s)
Université de Dublin - FIOH (homologue finlandais) - NRCWE (homologue danois) - Université de Lorraine - Université de Stockolm - Helmholtz Zentrum (Münich) - Joszef Stefan Institut (Slovénie) - Environmental Health Center (Canada) - Imperial Collège (Londres) - Vitrocell Systems (Allemagne) - Accelrys Ltd (Grande-Bretagne) -
Référence
ET2016-005
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Publications et communications
Publications et communications
- COSNIER F., SEIDEL C., VALENTINO S., SCHMID O., BAU S., VOGEL U., DEVOY J., GATE L. La surface particulaire retenue suite à une inhalation aiguë, subaiguë et subchronique de nanomatériaux gouverne la réponse inflammatoire pulmonaire chez le rat. Particle and Fibre Toxicology, 18, Article number: 29 (2021), 18:29
- VALENTINO S., CHEZEAU L., SEIDEL C., SEBILLAUD S., LORCIN M., CHALANSONNET M., COSNIER F., GATE L. Modifications spécifiques du profil d'expression des gènes dans les poumons de rats jeunes et âgés exposés à un aérosol nanostructuré de TiO2 Nanomaterials 2021, 11, 1466. https://doi.org/10.3390/nano11061466
- SEIDEL C., ZHERNOVKOV V., CASSIDY H., KHOLODENKO B., MATALLANAS D., COSNIER F., GATE L. L’inhalation des nanotubes de carbone multi-parois modulent différemment l’expression globale des gènes et des protéines dans les poumons de rat Nanotoxicology, https://doi.org/10.1080/17435390.2020.1851418
- HALAPPANAVAR S., STOEGER T., BOYADZIEV A., SOS POULSEN S., BIRKELUND SORLI J., VOGEL U., VAN DEN BRULE S., NYMARK P., GATE L., SEIDEL C., VALENTINO S., ZHERNOVKOV V., HOGH DANIELSEN P., WOLFF H. Des « Adverse Outcome Pathways » pertinentes pour les nanomatériaux développées dans le cadre des projet européens SmartNanoTox et PATROLs 16/11/2020-CONFÉRENCE DIGITALE-Nano Safe' 20
- LEROUX M., BONNET C., SCHNEIDER R., RIHN B., FERRARI L., JOUBERT O., DOUMANDJI Z., CHEZEAU L., GATE L., NAHLE S., HOCQUEL R., ZHERNOVKOV V., MIGOT S., GHANBAJA J. Toxicité des nanoparticules de TiO2 : validation de modèles alternatifs International Journal of Molecular Sciences, 2020, Vol. 21, 4855
- VALENTINO S., COSNIER F., GATE L., SEIDEL C., LORCIN M., SEBILLAUD S., GROSSMANN S., VITON S., NUNGE H., DOUTEAU L., MICHAUX S. Vers l'identification d'une signature d'expression génique prédictive d'une fibrose pulmonaire induite par des (nano)matériaux 16/11/2020-CONFÉRENCE DIGITALE-Nano Safe' 20
- HALAPPANAVAR S., WOLFF H., STOEGER T., BOYADZIEV A., SOS POULSEN S., BIRKELUND SORLI J., VOGEL U., VAN DEN BRULE S., NYMARK P., GATE L., SEIDEL C., VALENTINO S., ZHERNOVKOV V., HOGH DANIELSEN P., DE VIZCAYA A. Les voies conduisant à des effets indésirables (Adverse Outcome Pathways) comme outils pour l’élaboration de stratégies d’essais pour évaluer le risque associé à l’exposition à des nanomatériaux. Particle and Fibre Toxicology, 17, Article: 16 (2020)