Chercheur principal : Ginette Truchon, toxicologue, IRSST, professeur agrégé de clinique, Université de Montréal et responsable de la communauté nanotoxicologie du RRSSTQ. Autres membres de l’équipe : Karim Maghni, pharmacologiste (tests de toxicité pulmonaire), Centre asthme et travail, Stéphane Hallé, ingénieur (comportement aérodynamique des particules), École de technologie supérieure, Kevin Wilkinson, chimiste (chimie des colloïdes et caractérisation des NPs), Université de Montréal, Robert Tardif, toxicologue (responsable de l’unité d’inhalation), Université de Montréal, Yves Cloutier, ingénieur (spécialiste des aérosols), IRSST, Chantal Dion, chimiste (métrologie et caractérisation des NPs), IRSST, Serge Kaliaguine et Do Trong-On, ingénieurs (caractérisation des NPs), Université Laval. Cette équipe pluridisciplinaire nous permettra de couvrir les aspects génération, métrologie et caractérisation des aérosols, de même que les aspects toxicologie (toxicité pulmonaire). Une étudiante au doctorat, Alexandra Noël (IRSST), participera également à ce projet.
Introduction. Un nombre croissant de rapports scientifiques et gouvernementaux indiquent que les NPs pourraient représenter de nouveaux risques pour la santé et l’environnement. Cependant, peu de données sont disponibles actuellement sur la toxicité des NPs manufacturées. Il est primordial de se préoccuper des effets sur la santé humaine de ces particules et surtout, de se doter de méthodologies validées pour évaluer leurs effets. Bien qu’il soit peu probable que les NPs, de par leur nature physico-chimique, induisent un asthme professionnel, les études sur la toxicité pulmonaire des NPs suggèrent qu’elles pourraient constituer un facteur dans l’environnement de travail aggravant certaines maladies pulmonaires tels que l’asthme. Un projet d’envergure en lien avec la toxicité pulmonaire des NPs a été soumis au concours des IRSC (subv. de fonctionnement - sept. 2007). Les évaluateurs ont souligné la multidisciplinarité de notre équipe ainsi que la pertinence du sujet et l’originalité de l’approche. Ils nous ont ardemment encouragé à re-déposer ce projet après la réalisation d’un projet pilote.
Hypothèses et buts. Nous postulons que les facteurs favorisant l’agglomération des NPs vont réduire la toxicité pulmonaire des aérosols. Ainsi, nous voulons démontrer que nous sommes en mesure de contrôler les paramètres de génération des aérosols de façon à obtenir, à partir de NPs de TiO2 (5nm), deux aérosols présentant des distributions granulométriques différentes. La toxicité pulmonaire différenciée de ces aérosols sera évaluée par le dosage de différents biomarqueurs de toxicité pulmonaire à partir des liquides des lavages broncho-alvéolaires (LBA) obtenus chez des rats exposés par inhalation aux NPs.
Méthodes. Les NPs de TiO2 ont été sélectionnées du fait de leur large utilisation commerciale ainsi que pour leurs effets pulmonaires bien documentés. Un total de 18 rats CDF(F344)/CrlBR (2 gr. exposés et un gr. témoin, n=6 chacun) seront exposés par inhalation (chambre de 500L située à l’Université de Montréal, exposition aiguë, nez seulement, 1mg/m3, pendant 6h) à deux aérosols générés à partir de NPs de TiO2 (5nm) : un premier pour lequel on aura favorisé l’agglomération des NPs et un second où la forme dispersée sera favorisée. L’homogénéité de la concentration de l’aérosol sera visualisée par simulation de l’écoulement dans l’enceinte en utilisant le logiciel Ansys Cfx. Le groupe témoin sera exposé uniquement à de l’air filtré. Les animaux seront anesthésiés et sacrifiés 16h après la fin de l’exposition. Des LBA seront réalisés pour l’analyse en cytométrie en flux des populations cellulaires, et les surnageants seront conservés à -80°C pour les analyses ultérieures des biomarqueurs de toxicité pulmonaire (lactate déshydrogénase, β-glucuronidase, acide et alcaline phosphatases, protéines totales, interleukine (IL-6, IL-8 et TNF-α) dans les laboratoires du Dr Maghni. La taille, la forme et l’état d’agglomération des particules de TiO2 dans la poudre de départ et les aérosols feront l’objet d’analyses par microscopie électronique à transmission (MET). Les structures fines et les concentrations massiques des aérosols (Electrical Low Pressure Impactor, Dekati Inc), les concentrations surfaciques (estimation à partir de la distribution granulométrique) et les concentrations numérales (CNC 3007 Modèle CPC, TSI) seront déterminées. Ce projet de recherche sera soumis au Comité de déontologie sur l’expérimentation animale de l’Université de Montréal.
Signification : Ce projet pilote permettra de valider notre approche et de re-soumettre un projet d’envergure au concours des IRSC de septembre 2008. Ce projet permettra d’établir la meilleure métrique ou ensemble de métriques à utiliser (surface spécifique, nombre, diamètre des particules de départ ou des agglomérats formés) pour une évaluation adéquate des expositions aux NPs et pour l’établissement de balises concernant la proposition de normes pour ce type de particules.
Budget. Volet inhalation (stagiaire : 1000$, salaire technicien : 2000 $, animaux et per diem : 600$, nanoparticules : 600$, matériel pour le sacrifice des animaux, LBA, tuyaux tygon, filtre HEPA, etc : 2000$). Volet tests de toxicité pulmonaire (salaire technicien : 3500$, matériel et consommables, filtres, pipettes, embouts, réactifs, etc : 1000$, analyses de cytométrie en flux: 1500$, kits pour l’analyse des biomarqueurs : 2500$).Volet chimie des colloïdes (cellules d’analyse, grilles MET, réactifs, etc : 2000$). Volet modélisation (stagiaire : 2000$). Analyses par microscopie électronique (environ 50 éch., 1300$).