Occupational exposure to pesticides and central nervous system tumors: results from the CERENAT case-control study

BACKGROUND: The etiology of the central nervous system (CNS) tumors remains largely unknown. The role of pesticide exposure has been suggested by several epidemiological studies, but with no definitive conclusion. OBJECTIVE: To analyze associations between occupational pesticide exposure and primary CNS tumors in adults in the CERENAT study. METHODS: CERENAT is a multicenter case-control study conducted in France in 2004-2006. Data about occupational pesticide uses-in and outside agriculture-were collected during detailed face-to-face interviews and reviewed by experts for consistency and exposure assignment. Odds ratios (ORs) and 95% confidence intervals (95% CI) were estimated with conditional logistic regression. RESULTS: A total of 596 cases (273 gliomas, 218 meningiomas, 105 others) and 1 192 age- and sex-matched controls selected in the general population were analyzed. Direct and indirect exposures to pesticides in agriculture were respectively assigned to 125 (7.0%) and 629 (35.2%) individuals and exposure outside agriculture to 146 (8.2%) individuals. For overall agricultural exposure, we observed no increase in risk for all brain tumors (OR 1.04, 0.69-1.57) and a slight increase for gliomas (OR 1.37, 0.79-2.39). Risks for gliomas were higher when considering agricultural exposure for more than 10 years (OR 2.22, 0.94-5.24) and significantly trebled in open field agriculture (OR 3.58, 1.20-10.70). Increases in risk were also observed in non-agricultural exposures, especially in green space workers who were directly exposed (OR 1.89, 0.82-4.39), and these were statistically significant for those exposed for over 10 years (OR 2.84, 1.15-6.99). DISCUSSION: These data support some previous findings regarding the potential role of occupational exposures to pesticides in CNS tumors, both inside and outside agriculture

Développement d’une méthode générale d’analyse métabolomique de l’urine humaine par UHPLC-HRMS/MS pour la recherche de biomarqueurs : optimisation des paramètres de séparation et de traitement des données.

National audienceL’U1086 ANTICIPE a contribué, via la cohorte Agrican (www.agrican.fr), à démontrer que l’agriculture et les expositions professionnelles aux pesticides sont régulièrement associées à l’augmentation de l’incidence de certains cancers (prostate, lymphomes non-hodgkiniens dont les myélomes multiples, leucémies, cancers du système nerveux central ou encore cutanés) [1]. Si le lien entre expositions aux pesticides et risque accru de cancers dans la population agricole est maintenant bien établi, la relation causale entre les conséquences biologiques des expositions et leur influence sur le risque de cancer reste majoritairement à définir. L’épidémiologie moléculaire vise précisément à faire ce lien entre expositions, prédisposition et sensibilité avec des phénomènes biologiques précis, mesurables dans des échantillons biologiques, et leurs conséquences sur le risque d’apparition de pathologies, notamment cancéreuses, possiblement avant l’apparition de signes cliniques.La biothèque EPIBIO97 [2] a été initiée avec le recrutement de 795 adultes résidant sur 410 fermes du Calvados. Les exploitations réalisaient en majorité des activités de grande culture et d’élevage. Un prélèvement d’échantillons biologiques (plasma, urine, lymphocytes viables, ADN) a été effectué, accompagné d’un recueil d’informations par questionnaire portant sur les caractéristiques sociodémographiques, le tabagisme, la consommation d’alcool, le régime alimentaire, l’histoire médicale ainsi que l’exposition professionnelle aux pesticides au cours de la vie.L’objectif de ce projet est donc de développer une méthodologie générale d’analyse métabolomique de l’urine humaine, capable de mettre en évidence des biomarqueurs d’effets d’une exposition spécifique, applicable au criblage de biothèques telles que EPIBIO97. Chaque étape du workflow doit donc être mise au point et optimisée de façon à produire le plus de données avec la meilleure fiabilité et pertinence possible. Cela regroupe la préparation d’échantillon, les paramètres de la séparation chromatographique et de l’analyse en spectrométrie de masse haute résolution, le prétraitement des données, le traitement statistique des résultats ainsi que l’interprétation biologique des biomarqueurs identifiés . Pour cette étude nous avons travaillé sur un groupe de volontaires sains comportant 11 hommes et 10 femmes. Les 5 phases mobiles habituellement les plus utilisées en UHPLC dans la littérature pour des études métabolomiques sur l’urine ont été testées avec un détecteur de type QTOF. Les échantillons ont été injectés une, deux et trois fois afin d’évaluer l’importance de la réplication des mesures sur l’identification de biomarqueurs. De plus, trois méthodes de normalisation ont été comparées : la normalisation sur le signal total, sur la créatinine et sur l’osmolarité. Les modes d’ionisations positif et négatif ont été testés en combinaison avec des séparations en phase inverse et HILIC. L’association de ces différentes conditions a été évaluée en utilisant Galaxy Workflow4Metabolomics. La qualité des résultats a été évaluée selon des critères de nombre de signaux détectés et de répétabilité des résultats. Les signaux obtenus ont ensuite été traités en utilisant plusieurs méthodes de retraitement, sur lesquels les paramètres ont été sélectionnés et optimisés.À l’issue de ces essais, des biomarqueurs permettant de séparer les urines des hommes et des femmes ont été mis en évidence. Les résultats obtenus en utilisant différents algorithmes sont discutés

Développement d’une méthode générale d’analyse métabolomique de l’urine humaine par UHPLC-HRMS/MS pour la recherche de biomarqueurs : optimisation des paramètres de séparation et de traitement des données.

National audienceL’U1086 ANTICIPE a contribué, via la cohorte Agrican (www.agrican.fr), à démontrer que l’agriculture et les expositions professionnelles aux pesticides sont régulièrement associées à l’augmentation de l’incidence de certains cancers (prostate, lymphomes non-hodgkiniens dont les myélomes multiples, leucémies, cancers du système nerveux central ou encore cutanés) [1]. Si le lien entre expositions aux pesticides et risque accru de cancers dans la population agricole est maintenant bien établi, la relation causale entre les conséquences biologiques des expositions et leur influence sur le risque de cancer reste majoritairement à définir. L’épidémiologie moléculaire vise précisément à faire ce lien entre expositions, prédisposition et sensibilité avec des phénomènes biologiques précis, mesurables dans des échantillons biologiques, et leurs conséquences sur le risque d’apparition de pathologies, notamment cancéreuses, possiblement avant l’apparition de signes cliniques.La biothèque EPIBIO97 [2] a été initiée avec le recrutement de 795 adultes résidant sur 410 fermes du Calvados. Les exploitations réalisaient en majorité des activités de grande culture et d’élevage. Un prélèvement d’échantillons biologiques (plasma, urine, lymphocytes viables, ADN) a été effectué, accompagné d’un recueil d’informations par questionnaire portant sur les caractéristiques sociodémographiques, le tabagisme, la consommation d’alcool, le régime alimentaire, l’histoire médicale ainsi que l’exposition professionnelle aux pesticides au cours de la vie.L’objectif de ce projet est donc de développer une méthodologie générale d’analyse métabolomique de l’urine humaine, capable de mettre en évidence des biomarqueurs d’effets d’une exposition spécifique, applicable au criblage de biothèques telles que EPIBIO97. Chaque étape du workflow doit donc être mise au point et optimisée de façon à produire le plus de données avec la meilleure fiabilité et pertinence possible. Cela regroupe la préparation d’échantillon, les paramètres de la séparation chromatographique et de l’analyse en spectrométrie de masse haute résolution, le prétraitement des données, le traitement statistique des résultats ainsi que l’interprétation biologique des biomarqueurs identifiés . Pour cette étude nous avons travaillé sur un groupe de volontaires sains comportant 11 hommes et 10 femmes. Les 5 phases mobiles habituellement les plus utilisées en UHPLC dans la littérature pour des études métabolomiques sur l’urine ont été testées avec un détecteur de type QTOF. Les échantillons ont été injectés une, deux et trois fois afin d’évaluer l’importance de la réplication des mesures sur l’identification de biomarqueurs. De plus, trois méthodes de normalisation ont été comparées : la normalisation sur le signal total, sur la créatinine et sur l’osmolarité. Les modes d’ionisations positif et négatif ont été testés en combinaison avec des séparations en phase inverse et HILIC. L’association de ces différentes conditions a été évaluée en utilisant Galaxy Workflow4Metabolomics. La qualité des résultats a été évaluée selon des critères de nombre de signaux détectés et de répétabilité des résultats. Les signaux obtenus ont ensuite été traités en utilisant plusieurs méthodes de retraitement, sur lesquels les paramètres ont été sélectionnés et optimisés.À l’issue de ces essais, des biomarqueurs permettant de séparer les urines des hommes et des femmes ont été mis en évidence. Les résultats obtenus en utilisant différents algorithmes sont discutés

Expositions professionnelles aux pesticides : indicateurs biologiques d’expositions et d’effets - Présentation « Thesis Project »

National audienceThe aim of this project is to identify biomarkers of occupational exposures and the related effects in agricultural workers by using biobanks. This project will be divided into three parts: quantification of biological exposure indicators, analysis of DNA damages and global metabolic modifications associated.The first part of the study will be to select relevant pesticides according to their uses, their presence on the market, their toxicokinetic data and their natural degradation. The selected compounds, their metabolites and their degradation products will then be quantified in urine and plasma samples by LC-MS-MS and GC-MS-MS in biobanks samples. Secondly, the DNA obtained from the leucocytes of agricultural workers will be analysed by LC-MS-MS. An analysis method will be set up to allow the detection of 17 compounds. This method will highlight epigenetic and genotoxic alteration and will be correlated to exposure data. Finally, a metabolic profile as exhaustive as possible will be acquired for each individual from the biobanks from urine and plasma. Relative concentrations of these compounds will then be compared between the workers according to potential exposition using statistical analysis.Thanks to these analyses, the impregnation level of agricultural workers will first be determined. Then, the impregnation levels will be associated with DNA damages profiles, giving evidences of the effect of agricultural tasks of concern. Then they will be included in metabolomic analysis to determine new effect biomarkers

Modification d’une phase stationnaire de carbone graphitique poreux (PGC) pour l’analyse robuste à haut débit de marqueurs épigénétiques chez l’Homme par HPLC-MS/MS

International audienceLe développement des cancers et leurs progressions est intimement lié aux altérations épigénétiques. La méthylation de la cytidine est l’une de ces modifications, très souvent étudiée dans la littérature [1]. Cependant les données sur l’hydroxyméthylation de ce nucléoside sont plus rares alors qu’il a également été associé à la survenue de cancers [2]. Deux approches de l’étude des altérations épigénétiques est possible : (i) la méthylation de loci spécifiques la plus couramment étudiée reflète des modifications dans l’expression de certains gènes ou (ii) l’analyse des modifications épigénétiques sur l’ensemble du génome, reflétant des perturbations entrainant des modifications épigénétiques détectables sur l’ensemble de l’ADN (y compris les régions non codantes).Notre objectif était d’analyser la méthylation et l’hydroxyméthylation globales de l’ADN extrait de neutrophiles issus de sang humain par LC-MS/MS. Diverses méthodes sont utilisées dans la littérature pour analyser la méthylation de l’ADN, telle que l’utilisation de kits ELISA ou la PCR [3]. Cependant, la spécificité de la LC-MS/MS est supérieure à celle des autres techniques [4]. De plus, il s’agit d’une méthode plus robuste, automatisable, et donc plus adaptée à l’analyse de grandes séries d’échantillons. Il n’existe cependant à ce jour pas de méthode publiée et validée permettant l’analyse de la 5-hydroxymethylcytidine par LC-MS/MS. L’objectif de cette étude a donc été la mise au point d’une méthode d’analyse robuste permettant la séparation et la détection de ces deux marqueurs épigénétiques par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. La 5-hydroxymethylcytidine étant un composé très polaire et soluble uniquement dans l’eau, les colonnes C18 ne permettent pas sa rétention et le mode HILIC pose des problèmes de solubilité. L’ADN analysé est préparé par une étape automatisée d’hydrolyse enzymatique avant son injection. Il est indispensable d’avoir un facteur de rétention suffisant pour les deux composés afin d’éviter la suppression ionique due au pic de matrice. Une colonne de type carbone graphite poreux doit permettre la rétention de composés polaires dans un échantillons aqueux [5]. Les pics obtenus avec une colonne Hypercarb (150*3 mm, 5μm, Thermo Scientific, Waltham, Etats-Unis) sont cependant déformés et la rétention est trop élevée pour permettre une analyse rapide. Des modificateurs de phases sont généralement utilisés pour améliorer la qualité de séparation et perturber les interactions non souhaitées [6]. La triéthylamine et l’acide trichloracétique sont classiquement utilisés dans ce genre de cas de figure. Ces composés sont cependant non compatibles avec un couplage à la spectrométrie de masse car ils inhibent le signal. Suite aux modifications de la phase stationnaire, la colonne est donc rincée avant son installation sur le système de spectrométrie de masse. L’adsorption des modificateurs est ainsi maintenue dans la colonne sans perturber le signal en spectrométrie de masse.La colonne finalement obtenue a été utilisée pour l’analyse de 550 échantillons issus d’une cohorte française d’affiliés à la mutuelle agricole (MSA). Les analyses se sont étalées sur deux semaines et la colonne a été reconditionnée une fois durant cette période. Un contrôle a été injecté tous les 8 échantillons, en alternant concentration basse, moyenne et haute afin de vérifier la justesse des résultats. De plus, un étalon interne marqué au 13C pour la 5-méthylcytidine et au 2H pour la 5 hydroxyméthylcytidine a été utilisé pour chaque composé. Les échantillons sont analysés par plaques de 96 puits. Au cours d’une série de 96 échantillons le coefficient de variation du temps de rétention est de 0,63% pour la 5-méthylcytidine (inférieur à 5 secondes entre les temps de rétention maximum et minimum) et de 0,70% pour la 5-hydroxyméthylcytidine (inférieur à 8 secondes de différence entre les temps de rétention maximum et minimum). Le coefficient de variation pour la concentration obtenue dans le contrôle le plus bas est inférieur à 5%. L’analyse des résultats a permis de suivre les variations de ces marqueurs épigénétiques dans la population étudiée. La méthylation, l’hydroxymethylation ainsi que le rapport de leurs concentrations ont été suivis et leurs variations ont pu être associées à diverses habitudes de vie des participants.[1] Skvortsova, K., Stirzaker, C., Taberlay, P., Essays Biochem. 2019, 63, 797–811.[2] Pfeifer, G. P., Kadam, S., Jin, S.-G., Epigenetics Chromatin 2013, 6, 10.[3] Khodadadi, E., Fahmideh, L., Khodadadi, E., Dao, S., Yousefi, M., Taghizadeh, S., Asgharzadeh, M.,Yousefi, B., Kafil, H. S., BioMed Research International 2021, 2021, 1–9.[4] Pinho, A. R., Fortuna, A., Falcão, A., Santos, A. C., Seiça, R., Estevens, C., Veiga, F., Ribeiro, A. J.,Comparison of ELISA and HPLC-MS methods for the determination of exenatide in biological andbiotechnology-based formulation matrices. Journal of Pharmaceutical Analysis 2019, 9, 143–155.[5] Gautam, N., Alamoudi, J. A., Kumar, S., Alnouti, Y., J. Pharm. Biomed. Anal. 2020, 178, 112902.[6] Skvortsova, K., Stirzaker, C., Taberlay, P., Essays in Biochemistry 2019, 63, 797–811

Occupational pesticide exposure, cancer and chronic neurological disorders: A systematic review of epidemiological studies in greenspace workers

CONTEXT: The greenspace sector includes a broad range of occupations: gardeners, landscapers, municipal workers, maintenance operators of public facilities, golf-course employees and other sports facilities, horticulturists, plant and tree nursery workers etc. The health impact of occupational pesticide exposure has mainly been studied among farmers. Other professionals such as greenspace workers are also extremely exposed, presenting specific exposure features (practices, types of pesticide used). The aim of this review was to summarize epidemiological literature that examine the relationship between pesticide exposure and the risk of cancer and long-term health effects in greenspace workers. METHOD: Six main groups of greenspace workers were identified and examined through a systematic literature review based on PubMed and Scopus. The studies were then grouped according to their design, health outcomes and the type of population studied. RESULTS: Forty-four articles were selected among the 1679 identified. Fifteen studies were conducted exclusively among greenspace workers, while ten also studied these workers with other pesticide applicators. Six were cohorts from the general population in which greenspace workers were identified. Elevated risks were found in several studies for leukaemia, soft-tissue sarcoma, multiple myeloma, non-Hodgkin lymphoma and Parkinson's disease. DISCUSSION: The majority of studies used rough parameters for defining exposure such as job titles which could lead to the misclassification of exposure, with the risk of false or positive negative conclusions. Health outcomes were mainly collected through registries or death certificates, and information regarding potential confounders was often missing. CONCLUSION: The review identified only 15 studies conducted exclusively among greenspace workers. Elevated risk was found for several sites of cancer and Parkinson's diseases. Further epidemiological research is needed, conducted specifically on these workers, to better characterize this population, its exposure to pesticides and the related health effects

Reliability of baseline self-reported information in the AGRICAN cohort

Purpose: An important challenge in epidemiology is to ensure the reliability of collected data. Very few studies have been conducted in farming populations. We assessed the reliability of self-reported data on lifestyle, reproductive history, health and agricultural activities and tasks from the AGRICAN cohort. Methods: Our analysis focused on 739 individuals from the 181,842 cohort members who completed the questionnaire twice between 2005 and 2007 with a median time interval of 452 days. Consistency in the responses to questionnaire items (lifestyle, health and agricultural activities including pesticide treatments) was assessed by the percentage of exact agreement (PA), Cohen’s Kappa value (K) and the intraclass correlation coefficient (ICC). Results: Agreement was substantial to almost perfect for education, smoking, reproductive history and most health indicators (K/ICC > 0.61). Agreement was moderate for alcohol consumption and fair for diet. Agreement was substantial for animal and crop farming activities and tasks such as pesticide use on crops and protective equipment use (PA 81–99%, K/ICC 0.61–0.96). Most tasks showed moderate to substantial agreement, except a few with low agreement. Substantial to perfect agreement was observed for the duration of tasks, based on exact years of beginning and ending. Conclusion: Farmers’ answers appeared reliable for most occupational data, including data used to assess individual exposure to specific pesticides, and for most potential confounders

Adductomics: How DNA adducts can be useful tools from toxicology to exposome determination

National audienc

Colorectal cancer among farmers in the AGRICAN cohort study

OBJECTIVES: Specific farming types and tasks have rarely been studied in relation to colorectal cancer (CRC). We evaluated associations between 5 types of livestock and 13 types of crops in relation to CRC and its subsites within the Agriculture and Cancer (AGRICAN) study. METHODS: AGRICAN cohort includes 181,842 agricultural workers living in 11 French geographical areas. Data on farming types and tasks was collected by self-administered questionnaires. We identified 2 609 CRC, 972 right colon, 689 left colon and 898 rectal incident cancer cases during follow-up from 2005 to 2015. Cox proportional hazards models were used to estimate hazard ratios (HR) and 95% confidence intervals (95% CI). RESULTS: Significantly increased CRC risk was observed for farmers producing horses (HR=1.18, 95% CI 1.06-1.31), sunflower (HR=1.23, 95% CI 1.03-1.45) and field vegetables (HR=1.18, 95% CI 1.02-1.36). Positive associations were also observed for pig, poultry and wheat/barley. Some associations were observed only for specific subsites: left colon cancer was associated with fruit growing (HR=1.36, 95% CI 1.09-1.70) and potato (HR=1.28, 95% CI 1.05-1.57). Tasks related to livestock (animal care, insecticide treatment, disinfection of milking equipment and building) or to crop (haymaking, sowing, pesticide treatment, seed treatment, harvesting) were also associated with CRC. Duration and size of farming types/task increased the risk for some of the associations. Analysis stratified by sex suggested an interaction with several farming types/task. CONCLUSIONS: The current study showed original and positive findings for several farming types and tasks and CRC risk, overall and by subsites

Herbicide exposure during occupational knapsack spraying in French gardeners and municipal workers

Context: There is a lack of data on pesticide exposure levels during spraying with a knapsack, while it could have important implications for their users’ health. Methods: We assessed levels and determinants of exposure in 24 male private landscapers/gardeners and municipal workers in France in 2011. Actual dermal exposure to glyphosate was assessed with cotton undergarments and gloves, and a cotton coverall changed between mixing and spraying to assess the contribution of each phase and body area to overall contamination. A field monitor observed the whole workshift and filled in a standardized observation grid. Results: The median actual contamination was 5,256 µg for the body, and 4,620 µg for hands. Spraying was more exposing than mixing/loading for all body parts except hands, which contributed to nearly 90% of body exposure during mixing/loading, and 30% during spraying, followed by back (14%). In the most exposed quartile, levels were close to some observations in agriculture. Conclusion: Our study provides new data on pesticide exposure levels of knapsack sprayer users; it should lead to a reinforced prevention, in order to make exposures as low as possible and lessen the risk of chronic diseases