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Effets sur le métabolisme d’une exposition chronique à des contaminants chimiques de type polychlorobiphényles (PCBs)

Les polychlorobiphényles (PCB) sont des polluants organiques persistants (POPs) et représentent à ce titre, un risque toujours très actuel en terme de santé publique. Dans le cadre d'une étude du LABERCA (UMR INRAE ONIRIS), l’espèce porcine a été choisie comme modèle animal pour étudier les effets associés à une exposition chronique et faible dose par voie alimentaire à ces contaminants chimiques. Une stratégie analytique de type "omique" (à l’échelle moléculaire) a révélé les perturbations métaboliques induites par ces composés auxquels nous sommes exposés majoritairement via notre alimentation.

Publié le 17 novembre 2022

illustration Effets sur le métabolisme d’une exposition chronique à des contaminants chimiques de type polychlorobiphényles (PCBs)
© INRAE

Les polychlorobiphényles, des contaminants historiques toujours d’actualité

Les polychlorobiphényles (PCB) sont des composés de synthèse thermodynamiquement très stables. Plusieurs millions de tonnes de PCB ont été produites entre les années 30 et 90 et utilisés notamment pour leurs propriétés isolantes, par exemple dans les transformateurs électriques. Leur production est désormais interdite depuis plusieurs décennies, mais leur très grande stabilité les rend persistants et ubiquitaires dans notre environnement. Ces polluants organiques persistants (POPs) entrent par bioaccumulation dans la chane alimentaire et contaminent les denrées d’origine animale (produits de la mer, viandes, lait, œufs, …), principales sources d’exposition du consommateur. Les études épidémiologiques récentes montrent que les niveaux actuels d'exposition aux PCB restent très préoccupants, car il existe toujours un lien entre ces expositions et le développement de maladies environnementales chroniques. Les effets néfastes des PCB ont été documentés chez l'homme après une exposition accidentelle et massive, mais on sait peu de choses sur l'effet d'une exposition chronique à des mélanges de PCB à faible dose.

La nécessité d’étudier les effets associés à des expositions réalistes

L'objectif de l’étude des scientifiques du LABERCA (UMR INRAE ONIRIS) est d'identifier les perturbations métaboliques induites par une exposition chronique aux PCB à des niveaux correspondant à ceux apportés par notre alimentation. Le porc a été choisi comme modèle animal en raison de ses similitudes avec le métabolisme humain et pour étayer des études toxicologiques antérieures réalisées avec des modèles animaux plus fréquemment utilisés (souris, etc ..).

Le recours à l’animal modèle et aux stratégies analytiques de type ‘omique

Des porcs ont été exposés pendant plusieurs semaines via leur alimentation à un mélange de PCBs. Les doses d’exposition, de l'ordre de quelques ng/kg de poids corporel, ont été déterminées au regard des données disponibles de l’exposition des consommateurs européens à ces contaminants. Une stratégie analytique de type métabolomique et lipidomique impliquant la spectrométrie de masse haute résolution a été mise en œuvre pour caractériser les échantillons de sérum collectés tout au long de l’expérimentation.

Des biomarqueurs d’effet identifiés

Les études métabolomique et lipidomique ont permis de révéler respectivement 33 métabolites et 39 lipides dont les profils ont été significativement impactés par l'administration du mélange de PCBs. Ces biomarqueurs sont principalement liés à l'altération du métabolisme des acides gras, du métabolisme des glycérophospholipides et de la voie tryptophane-kynurénine.

Une contribution nouvelle à l’évaluation des risques chimiques

Les altérations métaboliques observées dans les sérums des porcs exposé aux PCBs induisent un stress oxydatif chronique et un état d inflammation, qui sont des facteurs importants des maladies cardiovasculaires. Ces observations sont en accord avec les résultats d'autres études toxicologiques impliquant des doses d'exposition plus élevées. Bien que les niveaux d'exposition aux PCB aient été réduits au cours des dernières décennies, ces résultats suggèrent que le risque associé à l'exposition actuelle des consommateurs ne peut toujours pas être écarté.

FINANCEMENT : ce projet a reçu un financement du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne dans le cadre de la convention de subvention Marie Skłodowska-Curie, convention de subvention HAZARDOmics n° 795946.

PUBLICATIONS ASSOCIEES : Maykel Hernández-Mesa, Luca Narduzzi, Sadia Ouzia, Nicolas Soetart, Laetitia Jaillardon, Yann Guitton, Bruno Le Bizec, Gaud Dervilly. Metabolomics and lipidomics to identify biomarkers of effect related to exposure to non-dioxin-like polychlorinated biphenyls in pigs, Chemosphere, Volume 296, 2022, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.133957

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