Lucie Oziol UMR ESE CNRS 8079, Université Paris-Sud · 2017-07-04 · Lucie Oziol – UMR ESE CNRS 8079, Université Paris-Sud Les outils d’analyse biologique in vitro appliqués

Lucie Oziol – UMR ESE CNRS 8079, Université Paris-Sud

Les outils d’analyse biologique in vitro appliqués à la

caractérisation du potentiel perturbateur endocrinien

de la pollution de l’air intérieur

APR PNRPE 2008 « Contamination de l’air ambiant par les perturbateurs

endocriniens en Ile-de-France » (Projet « Endocrinair ») Responsable: M. Chevreuil

http://www.cnrs.fr/

Contexte Objectifs Méthodes Résultats Conclusion

Exposition passive et chronique à la multi-contamination de

l’air par de faibles doses de composés…

Inorganiques Organiques volatils (COVs)

Organiques semi-volatils (COSVs)

NO2 O3

CO

Métaux (Pb, Cd, As, Ni)

… composés surveillés dans l’air pour leur rôle dans des pathologies (VG / VGAI)

Formaldéhyde Benzène

Benzo(a)pyrène

NOx

Particulaires

PM10 PM2,5

SO2

CO2

Naphtlalène Tricholoroéthylène

Tétrachloroéthylène Acroléine

Acétaldéhyde

Contexte Objectifs Méthodes Résultats

Volatilisation passive Combustion

HAPs (seul BaP surveillé) PCBs

Br

BrBr

Br

OH OH

TBBPA

O

Br

Br

Br

Br

Br Br

Br

Br

Br

Br

PBDEs

R

OH

Alkylphenols

Phtalates

OH OH

Bisphenol A

OH

OOR

Parabènes

Conclusion

O

O

R2

O

O

R1

COSVs, dont des perturbateurs endocriniens (PEs)

… composés non surveillés mais potentiellement dangereux :


Co-exposition à une multitude de micropolluants potentiellement PE …

PE

PE

PE

PE

PE

PE

PE

COSV

COSV

COSV

COSV

COSV

COV

COV

COV

COV

COSV

COSV

PE

COSV

… ou à l’état gazeux

Adsorbés sur particules …


Co-exposition à une multitude de micropolluants potentiellement PE …

PE

PE

PE

PE

PE

PE

PE

COSV

COSV

COSV

COSV

COSV

COV

COV

COV

COV

COSV

COSV

PE

COSV

… ou à l’état gazeux

Adsorbés sur particules …

… qui peuvent interagir entre eux !

EFFETS « COCKTAIL » EFFETS « COCKTAIL »


Face à une analyse chimique exhaustive impossible …

PE

PE

PE

PE

PE

PE

PE

COSV

COSV

COSV

COSV

COSV

COV

COV

COV

COV

COSV

COSV

PE

COSV

… ou de la phase gazeuse

de la phase particulaire …

… importance de développer une approche analytique intégrant les effets « cocktail »


Caractériser le potentiel PE de la contamination des

phases gazeuse et particulaire de l’air intérieur par

une approche globale biologique, en l’associant à une

approche spécifique chimique


Appartement

Bureau

Crèche

Station

Airparif

Prélèvements d’air en centre urbain (Paris)

1. Echantillonnage actif des phases gazeuse et particulaire

Pompe

Compteur

volumétrique

Filtre

Résine XAD-2

Débitmètres

Valves


QMA

Préparation des extraits gazeux et particulaires

3 x 15 j consécutifs

automne 2011 / hiver 2011-2012

2. Extraction

des COSVs

Phase

Gazeuse

(PG)

Phase

Particulaire

(PP)

3. Analyses

biologique / chimique

"Grand Volume" (≈ 2x 500 m3)


Analyse chimique multi-résidus

7 Phtalates DMP, DEP, DnBP, DiBP, BBzP, DEHP, DnOP

BPA, TBBPA (Phénols)

4 Parabènes Me-P, Et-P, Pr-P, Bu-P

19 PCBs 7 PCBi et 12 PCB-DL

+ HCB, PeCB (Organochlorés)

8 PBDEs BDE28, 47, 99, 100, 153, 154, 183, 209

15 HAPs-EPA 8 HAPs-NF (FTH, BaA, BbF, BkF, BaP, BbF, BaP, IcdP, DahA, BghiP) et ACE, ACY, ANT, PHE, FLU, PYR, CHR

2 Alkylphénols 4-NP, OP

GC-MS

GC-MS/MS

LC-MS/MS

UPLC-MS/MS

58 COSVs

(PE avérés ou

suspectés)

Contexte Objectifs Méthodes Résultats

Effets agonistes

PG / PP

Exposition des cellules (20 h)

RH : Récepteur Hormonal ERH : Elément de Réponse Hormonal H : Hormone

Transcription

H

H

RH

RH

H

ERH Luciférase

Luciférase

Cytoplasme

+

PG / PP OU

Effets hormono-compétitifs

Conclusion

Analyse biologique sur bio-essais cellulaire

Test MELN (Balaguer et al., 1999)


Effet THYROIDIEN en éq. T3 (ThEQ, pg.m-3)

Effet ESTROGENIQUE en éq. E2 (EEQ, pg.m-3)

Test PC-DR-LUC (Jugan et al., 2007)

Test MDA-kb2 (Wilson et al., 2002)

Analyse biologique ciblée sur 3 axes endocriniens

LQ = 0,03 pg E2/L LQ = 55 pg T3/L

LQ = 66 ng Flut/L

-14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 20

2

4

6

8

10

12

14

Concentration (log M)

RL

U

Calcul d’EEQ

Effet ANTI-ANDROGENIQUE en éq. Flut (FluEQ, ng.m-3)

E2

PP ou PG

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5 ng.m-3

BureauAppartementCrècheExtérieur

0

20

40

60

80

100

0

1

2

3

4

5

0

2

4

6

8

10

12

0

200

400

600

800

1 000

1 200


Concentrations en COSVs dans l’air intérieur (PG + PP)

Phtalates > Alkylphenols

> HAPs Parabènes

PCBs > PBDEs > HCB, PeCB

Majoritaires dans crèche (p< 0,05)

- Appart. : 19,3 (A) – 20,3 (H) -

- Bureau : 20,3 (A) – 21,5 (H)

- Crèche : 21,7 (A) – 23,6 (H)

T°moy. (℃) :

ng.m-3 ng.m-3

ng.m-3 ng.m-3

ng.m-3


Potentiel ESTROGENIQUE

des PG et PP selon les saisons

Ubiquiste

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne

Phase gazeuse Phase particulaire

******

***

***

EE

Q (p

g.m

-3)

Bure

au

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

ab

c

Phase gazeuse

EE

Q (p

g.m

-3)

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


******

***

***

EE

Q (p

g.m

-3)

Bure

au

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

ab

c

Phase gazeuse

EE

Q (p

g.m

-3)




>

Surtout en intérieur : T° 20 ℃ ; particules 25 g.m-3

Majoritaire

en PG

Alkylphénols ? Parabènes ? PCBs ? Phtalates (sauf BBzP, DEHP, DnOP) ? HAPs légers ?

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


******

***

***

EE

Q (p

g.m

-3)

Bure

au

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

ab

c

Phase gazeuse

EE

Q (p

g.m

-3)




Parabènes ? Phtalates ? Alkylphénols ?

DEP ?

Majoritaire

dans

crèche

1

3

2

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


******

***

***

EE

Q (p

g.m

-3)

Bure

au

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

ab

c

Phase gazeuse

EE

Q (p

g.m

-3)




Phtalates, BPA (10-20 x supérieur)

PCBs (10 x supérieur)

Alkylphénols (jusqu’à 80 x supérieur)

Majoritaire

en

intérieur

IN > EX

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


******

***

***

EE

Q (p

g.m

-3)

Bure

au

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

ab

c

Phase gazeuse

EE

Q (p

g.m

-3)




Seulement en automne …

Majoritaire

en

intérieur

IN > EX

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


******

***

***

EE

Q (p

g.m

-3)

Bure

au

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

ab

c

Phase gazeuse

EE

Q (p

g.m

-3)




Certains HAPs (BaP) ?

DEHP ? (H > A : jusqu’à 80 x)

- Automne 2011 : 15,4 -

- Eté 2011 : 19,2

- Hiver 2011-12 : 4

≈

COSVs

les moins

volatils

T°moy. EX (℃) :

H > A

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


******

***

***

EE

Q (p

g.m

-3)

Bure

au

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

ab

c

Phase gazeuse

EE

Q (p

g.m

-3)




Particules 25 g.m-3

A ≈ H

- Appart. : 19,3 (A) – 20,3 (H) -

- Bureau : 20,3 (A) – 21,5 (H)

- Crèche : 21,7 (A) – 23,6 (H)

T°moy. (℃) : H > A

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


******

***

***

EE

Q (p

g.m

-3)

Bure

au

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

ab

c

Phase gazeuse

EE

Q (p

g.m

-3)




Majoritaire

en hiver

H > A

- Appart. : 19,3 (A) – 20,3 (H) -

- Bureau : 20,3 (A) – 21,5 (H)

- Crèche : 21,7 (A) – 23,6 (H)

HAPs volatils ?

Moindre ventilation des

habitats en hiver ?

Volatilisation :

H > A

T°moy. (℃) :

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


Concentr

ation tota

le (n

g.m

-3)

Bu

rea

u

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

Phase gazeuse

Concentr

ation tota

le (n

g.m

-3)


Contamination totale en COSVs


Crèche > appartement, bureau

PG > PP

Intérieur > Extérieur

En accord avec

données biologiques

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


Concentr

ation tota

le (n

g.m

-3)

Bu

rea

u

Ap

pa

rte

me

nt

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

Phase gazeuse

Concentr

ation tota

le (n

g.m

-3)


Contamination en COSVs


Crèche > appartement > bureau

PG > PP

Intérieur > Extérieur

En désaccord avec

données biologiques

en H pour PG

Emissions de COSVs PE non

étudiés ? Effets cocktails ?


- Ubiquistes dans les phases atmosphériques de l’air ambiant

- De type estrogénique, anti-androgénique ou thyroïdien

- Prédominants en air intérieur

- Concentrés en PG, surtout sous T° favorables à la volatilisation

- Présence dans l’air fonction du type d’habitat (diverses

sources chimiques) et les habitudes saisonnières (système de

chauffage, manque de ventilation)

Première mise en évidence de

composés PE bio-actifs en air intérieur :


- Pertinence des outils d’analyse biologique in vitro pour surveiller la

qualité de l’air intérieur (intégration d’effets « cocktail » entre composés

identifiés ou non)

- Complémentarité des deux approches analytiques

(globale/biologique et spécifique/chimique)

- Nécessité de développer une approche bio-analytique spécifique

(EDA) pour identifier COSVs à l’origine du potentiel PE de l’air intérieur

- Effets non négligeables d’une exposition de

jeunes enfants à la PG contaminée par des

PE (détergents, bactéricides) ?


Merci à tous les

partenaires du

projet Endocrinair !

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


**

***

< L

D< L

D

< L

D< L

D

< L

D< L

D

< L

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Flu

EQ

(n

g.m

-3)

Bu

reau

Ap

pa

rte

men

t

Crè

che

0.01

0.1

1

10

100

1000B

a,b ab

Phase gazeuse

Flu

EQ

(n

g.m

-3)


Potentiel ANTI-ANDROGENIQUE


Profil similaire à

estrogénicité

Estrogens ≈

Anti-androgens

Alkylphénols (OP)

BPA

HAPs (ex. BaP)

Phtalates

PCBs

Parabènes

0.01

0.1

1

10

100

1000A

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Bure

au

Appart

em

ent

Crè

che

Exté

rieur

Hiver

Automne


*** ***< L

Q< L

D

< L

Q

< L

Q

ThE

Q (p

g.m

-3)

Bu

rea

u

Ap

pa

rte

men

t

Crè

ch

e

0.01

0.1

1

10

100

1000B

a a,bb

Gaseous phase

ThE

Q (p

g.m

-3)


Potentiel THYROIDIEN


H > A

Presque

exclusivement

en intérieur et

dans PG

DiBP, 4-NP,

PCBs ?

BPA, PBDEs ?

>

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