Sarah Triboulet
Étude des effets de deux types de nanoparticules métalliques sur des macrophages murins par une approche protéomique
Publié le 11 octobre 2013
Corps de texte 1
Thèse soutenue le 11 octobre 2013 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Joseph Fourier de Grenoble I - Spécialité : Biotechnologie
Résumé :
Les nanoparticules (NP) métalliques occupent une place de plus en plus importante, tant dans les procédés industriels que dans la recherche biomédicale. Néanmoins, les données sur leur toxicité potentielle pour les organismes vivants restent insuffisantes, notamment à l'échelle moléculaire. Des exemples historiques montrent que certaines pathologies, comme la silicose et l'asbestose, peuvent être engendrées par l'exposition chronique à des particules inorganiques (silice et fibres d'amiante). Dans les deux cas, la réponse des macrophages alvéolaires est en grande partie responsable de la maladie. Les macrophages sont en effet la première ligne de défense (immunité innée) contre toute attaque exogène, pathogène ou non, du fait de leurs fortes capacités phagocytaires et de leurs propriétés inflammatoires. Ainsi, les objectifs de ces travaux étaient d'étudier les effets de deux types de NP métalliques (Cu/CuO et ZnO) sur deux lignées cellulaires de macrophages murins. Cette étude a été réalisée par une approche protéomique basée sur l'électrophorèse 2D et la spectrométrie de masse, permettant d'accéder de façon reproductible à des données mécanistiques. Les données obtenues ont été validées par plusieurs approches ciblées de biologie cellulaire, sur les lignées ainsi que sur des macrophages primaires. Nos résultats montrent que les deux types de NP engendrent des réponses différentes, bien que leur degré élevé de cytotoxicité soit similaire. Les NP de cuivre induisent un stress oxydant et une réponse mitochondriale intenses, associées à de fortes perturbations de la phagocytose et de la production de certains médiateurs de l'inflammation. Cette toxicité semble être essentiellement liée aux propriétés redox du cuivre, et est spécifique de la forme nanoparticulaire. À l'inverse, le zinc induit des réponses modérées sur les mêmes processus, n'affectant pas
a priori le rôle immunitaire des macrophages. Cette toxicité n'est pas non plus spécifique des NP, les ions ayant des effets très étendus, liés à leurs interactions avec de nombreuses protéines, perturbant leur fonctionnement normal jusqu'à induire la mort cellulaire. L'ensemble de ces résultats permet une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires expliquant la toxicité de ces NP.
Jury :
Président : M. Michel Sève
Rapporteur : M. Jean-Jacques Diaz
Rapporteur : M. Aleksander Edelman
Examinateur : Mme Sophie Lanone
Directeur de thèse : M. Thierry Rabilloud
Mots-clés :
Nanoparticules (NP) métalliques, protéomique, Cu/Cuo, ZnO, électrophorèse 2D, spectrométrie de masse
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