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Posté par Isabelle le Dimanche 17/09/2017 à 12:00
Pollution de l'air intérieur: impact sur la peau et la détoxification protéique cellulaire
Les polluants de l'air intérieur peuvent altérer la peau. Anne-Laure Bulteau à l' Institut de génomique fonctionnelle de Lyon et Sylvie Lacombe à l'Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les matériaux, en collaboration avec Carine Nizard (LVMH-recherche), montrent que les composés organiques volatiles de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les...) intérieur ciblent la machinerie cellulaire d'élimination des protéines endommagées. Cette étude qui pourrait avoir des répercussions importantes pour la compréhension des mécanismes du vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer ses fonctions.) cutané, a été publiée le 6 septembre 2017 dans la revue Scientific Reports.



Figure 1. Enceinte étanche d'exposition des explants de peau à une atmosphère polluée. Les biopsies de peaux sont placées dans des boites de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) contenant un milieu nécessaire à leur survie. Cette enceinte étanche préalablement purgée avec de l'air pur saturé d'humidité est ensuite fermée. Les COV (formaldéhyde, acétone, etc) sont alors injectés à travers la paroi de l'enceinte (en haut à gauche) dans laquelle ils s'évaporent grâce à la présence de deux ventilateurs. La température, l'humidité et les concentrations en COV sont enregistrées au cours du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) grâce à des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension...) situées en haut à droite.

Selon l'Organisation (Une organisation est) Mondiale de la Santé, la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain...) de l'air représente actuellement le principal risque environnemental pour la santé humaine. En effet, la pollution de l'air en milieu urbain accroît le risque de maladies cardiovasculaires, de maladies respiratoires aiguës (pneumonie et asthme (L'asthme (phon. : [asm]) du latin asthma signifiant « respiration difficile », est une maladie du système respiratoire...) par exemple) et chroniques (telles que Bronchopneumopathie chronique obstructive ou cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que...) du poumon). Ces pathologies sont à l'origine d'une surmortalité estimée à 1,3 million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui...) de personnes par an au niveau mondial dont plus de la moitié dans les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas...) en voie de développement.


Figure 2. Les molécules d'adhérence cellulaire comme la E-Cadhérine (représentée en rouge dans la figure A), sont des glycoprotéines transmembranaires qui jouent un rôle important au cours du développement embryonnaire, chez l'adulte normal pour la maintenance des épithéliums et la réparation tissulaire, et dans certains processus pathologiques, tels que l'inflammation (Une inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du corps à une agression : infection, brûlure, allergie…) ou le cancer. Les molécules d'adhérence assurent non seulement la reconnaissance spécifique entre deux cellules ou entre la cellule et la matrice extra-cellulaire, mais aussi la transmission de signaux capables de modifier le comportement de la cellule avec son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...). Les composés organiques volatiles (COV) (figure B) répriment l'expression de la E-Cadhérine cruciale pour l'homéostasie du tissu cutané, ce qui induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir...) des effets délétères sur le maintien des fonctions protectrices de la peau.
© Anne-Laure Bulteau, Sylvie Lacombe, Pascal Descargues, Carine Nizard.

Si la qualité de l'air extérieur fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions,...), depuis plusieurs décennies, de règlementations qui permettent aujourd'hui de constater une diminution globale de la pollution dans la plupart des grandes agglomérations européennes et françaises, la pollution de l'air intérieur a, quant à elle, été longtemps sous-estimée. Cependant, en France, la qualité de l'air intérieur constitue désormais une préoccupation de santé publique. En effet, nos modes de vie (La vie est le nom donné :) sédentaires et citadins font qu'en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils...), une personne passe 85 % de son temps dans des environnements clos dans lesquels se retrouvent de nombreux polluants, principalement les composés organiques volatiles (COV), issus de sources d'émission multiples (matériaux de construction, mobilier, produits de décoration, chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.), cuisson, produits d'entretien et de bricolage). En France en 2014, l'impact de la pollution de l'air intérieur est ainsi estimé à 20 000 décès par an. Dans la mesure où l'air intérieur est un mélange complexe de nombreuses substances en faible concentration, il est difficile d'en évaluer les conséquences précises sur la santé et plus particulièrement sur la peau.

La peau constitue une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) importante d'échange entre notre organisme et notre environnement. Ce tissu à la structure complexe, répond de façon graduelle à un stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le langage courant, on...) environnemental, qu'il soit physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et...) ou chimique, allant de l'érythème jusqu'au développement de tumeurs cancéreuses en passant par l'inflammation, l'eczéma et le vieillissement prématuré.

Les chercheuses avec le concours de Mickael Le Bechec (IE CNRS) ont mis au point (Graphie) un montage constitué d'une enceinte étanche permettant d'exposer des kératinocytes et des modèles de peaux humaines à des concentrations stables en COV représentatifs de la pollution de l'air intérieur (Acétaldéhyde, Formaldéhyde, Acétone, Hexane et Toluène) (Figure 1). Une attention particulière a été portée à la composition du mélange gazeux afin qu'il permette de reproduire une exposition chronique. Elles ont montré que cette exposition aux COV entrainait notamment une baisse significative de la survie cellulaire des kératinocytes et des cellules de la peau. Une exposition répétée à ces polluants induit une altération significative de la machinerie d'élimination des protéines cellulaires, ainsi qu'un stress oxydatif conduisant à des dommages à l'ADN et aux protéines, mais également à une altération de la respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet de dioxyde de carbone, CO2, appelé parfois de façon impropre « gaz carbonique », et absorption de...) mitochondriale.

Cette découverte est importante car la machinerie d'élimination des protéines ou protéasome, joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à mastiquer.) un rôle déterminant pour un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de processus cellulaires, en particulier dans la réponse au stress. Le protéasome assure l'élimination des protéines endommagées qui se trouvent dans la cellule, jouant ainsi un rôle de nettoyage cellulaire avec recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le...) des acides aminés pour la formation de nouvelles protéines. En effet, l'oxydation des protéines constitue une des principales causes du vieillissement cellulaire et des maladies associées. Avec le temps, les protéines de l'organisme accumulent des modifications, notamment oxydatives, qui rendent leurs fonctions moins efficaces. C'est le cas pour les enzymes du métabolisme, les protéines impliquées dans les grandes fonctions cellulaires, ou les protéines de structure. Les nouvelles données de cette étude pourraient avoir des répercussions intéressantes sur la compréhension des mécanismes du vieillissement cellulaire car la pollution de l'air intérieur semble altérer l'homéostasie cellulaire qu'il est donc nécessaire de rétablir et éventuellement de protéger.

Référence publication:
Oxidative damage and impairment of protein quality control systems in keratinocytes exposed to a volatile organic compounds cocktail.
Dezest M, Le Bechec M, Chavatte L, Desauziers V, Chaput B, Grolleau JL, Descargues P, Nizard C, Schnebert S, Lacombe S, Bulteau AL.
Sci Rep. 2017 Sep 6;7(1):10707. doi: 10.1038/s41598-017-11088-1.

Contacts chercheurs:
- Anne-Laure Bulteau
Institut de Génomique Fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le terme a...) de Lyon
CNRS UMR 5242 - Ecole Normale Supérieure de Lyon - Université Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste...) Lyon 1
46 allée d'Italie
69364 Lyon

- Sylvie Lacombe
Institut des Sciences Analytiques et de
Physico-Chimie pour l'Environnement et les Matériaux
CNRS UMR 5254 - Université de Pau et des Pays de l’Adour
Hélioparc
2 avenue (Une avenue est une grande voie urbaine. Elle est en principe plantée d'arbres, et conduit à un monument.) P. Angot
64053 Pau

- Carine Nizard
LVMH recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...)
185 Avenue de Verdun
45800 St Jean de Braye

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Source: CNRS-INSB