publié le mardi 24 février 2009

Le mercredi 4 mars prochain, à 17h00 à l’auditoire Alexandre Yersin au CHUV, Ari Setyan défendra sa thèse sur le thème ”Assessment of particulate exposure and surface characteristics in association with urinary levels of 8-hydroxy-2’-deoxyguanosine, considered as marker of oxidative stress”

Résumé de la thèse

Des études épidémiologiques ont montré qu’une exposition aux particules fines provoque des effets néfastes sur la santé, tels que cancer, maladies respiratoires et cardio-vasculaires. L’exposition professionnelle aux particules fines est un problème majeur dans le domaine de la santé au travail. En effet, dans certaines places de travail, notamment dans les milieux confinés où des moteurs Diesel ou à essence sont utilisées en grand nombre (tunnels, zones de constructions, dépôts de bus, etc.), l’activité des travailleurs génère une énorme quantité de particules fines, faisant courir de graves risques pour les personnes exposées. Etant donné que les travailleurs sont toujours en première ligne pour subir de fortes expositions, comparés à la population générale, beaucoup d’études épidémiologiques et toxicologiques sont menées directement sur les places de travail, afin de mieux comprendre les risques pour la santé et ainsi poser les bases solides pour mener une politique de prévention.

Ce projet de recherche vise à mieux comprendre les mécanismes par lesquels les particules fines agissent sur la santé. Même si de nombreuses zones d’ombre planent sur les mécanismes très complexes par lesquels les particules agissent dans l’organisme, plusieurs travaux publiés ces 15 dernières années soupçonnent fortement les particules d’agir par l’intermédiaire de composés oxygénés réactifs, molécules très dangereuses capables d’attaquer des structures biologiques comme l’ADN ou les lipides membranaires. Si les mécanismes de défense, constitués d’antioxydants, ne sont pas capables de contrer les espèces oxygénées réactives, ces dernières provoquent dans l’organisme une série de réactions d’oxydation regroupées sous le terme « stress oxydatif ». Le premier but du projet est de vérifier si une exposition régulière à des niveaux élevés de particules fines est directement liée au stress oxydatif, et si ce stress oxydatif est accompagné par une activation des systèmes de défense (antioxydants). Le deuxième but est d’étudier plus précisément le rôle joué par les propriétés de la surface des particules dans la formation des espèces oxygénées réactives et le stress oxydatif.

Pour répondre à ces questions, une étude à été menée dans des dépôts de bus avec la participation de 40 mécaniciens. Dans un premier temps, le niveau d’exposition des mécaniciens aux particules (PM4) et à d’autres polluants (NOx, O3) a été mesuré sur une période de deux jours. Ensuite, des échantillons d’urines ont été collectés auprès des mécaniciens pour mesurer les concentrations en 8-hydroxy-2’-deoxyguanosine (8OHdG) et en antioxydants. La 8OHdG est une molécule provenant de l’oxydation de l’ADN et permettant d’évaluer le niveau de stress oxydatif des travailleurs. Finalement, des particules ont été échantillonnées sur filtres, et les groupes chimiques à la surface de ces particules ont ensuite été analysés en laboratoire avec un réacteur à écoulement de Knudsen. Cette technique permet non seulement de quantifier le nombre de groupes chimiques à la surface des particules, mais aussi d’étudier leur cinétique de réaction.

Les résultats obtenus lors de la campagne d’échantillonnage sur le terrain ont montré que les ouvriers des dépôts de bus étaient exposés à des concentrations relativement faibles de PM4 (40-80 g/m3) et de différents polluants (NOx: 300-1000 ppb; O3: <5 ppb). Cependant, malgré ces faibles niveaux d’exposition, le biomarqueur de stress oxydatif (8OHdG) a augmenté de façon significative dans l’urine des mécaniciens non-fumeurs durant deux jours consécutifs de travail dans les dépôts de bus. Ce stress oxydatif était accompagné d’une augmentation des antioxydants, indiquant l’activation des systèmes de défense. Parallèlement, l’analyse des groupes chimiques à la surface des particules ambiantes dans les dépôts de bus a montré de très grandes différences en fonction du lieu, de la date et des activités des ouvriers. La surface des particules ambiantes contenait plusieurs fonctions antagonistes qui coexistaient sans subir de réactions internes (telles que des acides et des bases), et était généralement caractérisée par une densité élevée de fonctions carbonyls, et une faible densité de sites acides. La cinétique de réaction mesurée avec le réacteur de Knudsen a indiqué une vitesse de réaction rapide pour les groupes chimiques oxydables, ainsi qu’une vitesse de réaction lente pour les sites acides. Plusieurs paramètres d’exposition ont montré une corrélation significative avec l’augmentation du stress oxydatif : la présence d’acides, de carbonyls et de fonctions oxydables à la surface des particules; la cinétique de réaction des groupes chimiques à la surface des particules; les concentrations en fer et en cuivre particulaires; et la concentration en NOx.