La culture de macrophages comme modèle prédictif de la toxicité et de la biopersistance des fibres minérales artificielles

La toxicité des fibres minérales artificielles (FMA) est couramment évaluée par des tests de biopersistance sur des animaux. Les toxicologues et les industriels sont à la recherche de nouveaux tests prédictifs in vitro pour limiter les tests in vivo. Pour aborder l'étude in vitro de la toxicité des FMA, notre tâche a été d'élaborer un test pour étudier leur persistance au contact d'une lignée de macrophages humains (U-937). Avec des extraits bactériens et des cytokines synthétiques, nous avons modélisé in vitro l'interaction fibres/macrophage permettant l'étude de leur dégradation physique et chimique. L'analyse du transcriptome du macrophage, dans les conditions de ce test, à l'aide de puces à ADN nous a permis d'avancer l'hypothèse que les espèces réactives générées par le stress oxydant seraient responsables de cette dégradation. Cette dégradation obtenue in vitro seulement après 7 jours, est identique à celle observée après expérimentation in vivo et prédit la clearance pulmonaire des FMA obtenue chez le rat. Nous avons établi les bases d'un test in vitro discriminatif permettant un criblage préliminaire de nouvelles compositions de fibres minérales.NANCY1-SCD Medecine (545472101) / SudocSudocFranceF

Gene expression profile in monocyte during in vitro mineral fiber degradation

A human monocytes cell line, U-937, incubated in the presence of filtered medium from Escherichia coli culture (FS) has been previously reported to degrade man made mineral fiber and it has been indicated as a good paradigm of in vivo fiber biopersistence evaluation (manuscript accepted for publication). In the present paper, a study is reported aimed to define the molecular modification occurring in the U-937 monocytes during in vitro fiber degradation. The induction of gene expression was investigated in U-937 exposed to rock wool fibers (HDN) in the presence of FS by transcriptome analysis using 20 K DNA microarrays and quantitative RT-PCR. The over-expression of genes related to mobility and cellular adhesion, oxidative stress, immune system stimulation, enzymes, and ions transport protein systems were identified. Among them NCF1 gene, the gene encoding a subunit of NADPH oxidase, over-expression was detected. As the product of this gene allows the formation of superoxide anion that could lead to oxidative stress, HDN fibers were exposed to hydrogen peroxide. Fiber degradation similar to those observed upon incubation with U-937 in the presence of FS was obtained thus suggesting that reactive oxygen species production may be responsible for fiber degradation by U-937 monocytes