Toxicité pulmonaire des nanotubes de carbone multi-parois chez le rat: comparaison de méthodes d’exposition par instillation intratrachéale et inhalation

ne grande variété de nanotubes de carbone multi-parois sont utilisés dans divers processus industriels. Ces nanomatériaux peuvent varier en termes de longueur, de diamètre, de fonctionnalisation et de surface spécifique. De plus, ils possèdent un rapport longueur sur diamètre important et ont une biopersistance pulmonaire élevée. Les propriétés physiques et chimiques de ces nanomatériaux soulèvent donc des préoccupations concernant la santé humaine, en particulier après une exposition par inhalation. Il est donc nécessaire d'identifier les dangers potentiels de ces nanomatériaux. Le but de cette étude était de comparer les toxicités pulmonaires chez le rat de deux nanotubes de carbone multi-parois le «long et épais» NM-401 et le «court et fin» NM-403 après administration pulmonaire par inhalation pendant 4 semaines ou par instillation intratrachéale.
Les doses déposées après inhalation étaient inférieures à celles obtenues après instillation. Quel que soit la méthode d’exposition, les deux nanotubes de carbone testés induisent un afflux de neutrophiles dans le poumon. L’augmentation du nombre de neutrophiles était en corrélation avec la surface déposée quel que soit le type de nanotubes de carbone et le moyen d'administration aussi bien à 1-3 jours qu’à 28-30 jours après l'exposition. Une augmentation des dommages à l'ADN a été observée pour les deux méthodes de traitement, mais aucune relation dose-réponse ou temps-réponse n'a pu être établie. L'instillation intratrachéale de NM-401 à la dose la plus élevée conduit à l’apparition d’une fibrose 28 jours après l'exposition, alors que par inhalation (pour laquelle les doses pulmonaires déposées étaient plus faibles), une telle pathologie pulmonaire n’était pas observée. De plus, aucune fibrose n’a été notée à la suite de l’exposition à NM-403.
L'inhalation subaiguë et l’instillation de NM-401 et NM-403 ont donné des réponses toxicologiques très similaires en termes d'inflammation et de dommages à l'ADN, en particulier lorsque la dose déposée était prise en compte.
Nos données suggèrent que la réponse inflammatoire était dose-dépendante et similaire après l'instillation intratrachéale et l'inhalation de nanotubes de carbone. L’utilisation de l'instillation intratrachéale pourrait être une bonne approche pour l'identification du danger et le classement des nanotubes de carbone en fonction de leur toxicité, alors que l’exposition par inhalation pourrait être réservée à l'étude des nanomatériaux les plus préoccupants.