HAP et soleil, un cocktail cancérigène

Publié par Adrien le 29/05/2020 à 09:00
Source: CEA IRIG
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Les travaux réalisés par des chercheurs de l'institut confirment le risque de photosensibilisation en cas d'exposition solaire en présence d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). La diminution du métabolisme des HAP par les UV, jamais décrite, induit un délai dans l'accumulation de dommages à l'ADN mais seuls les HAP métabolisés sont éliminés de la peau. L'exposition aux UV pourrait donc allonger la durée de l'exposition dans les tissus.

Les agents qui altèrent la structure chimique de l'ADN au risque de provoquer des cancers peuvent être de nature physique ou chimique. En santé du travail se pose la question des conséquences de la co-exposition à deux de ces agents: les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des produits issus de la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) de la matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par...), et le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...) solaire (UV). De nombreuses activités industrielles utilisent en effet des produits riches en HAP ou en émettent comme sous-produits. Les personnels impliqués dans ces activités se trouvent donc exposés par voie cutanée, et cette contamination peut s'accompagner d'une exposition au soleil après, voire pendant le travail (construction de routes, épandage de goudron, etc.). Les actions des HAP et des UV sont étudiées séparément depuis de nombreuses années par des chercheurs de l'Irig. C'est donc naturellement qu'ils se sont penchés sur la co-exposition des personnes à ces agents à travers deux projets du Plan Cancer menés en collaboration avec des équipes du CHU de Grenoble.

Les chercheurs se sont particulièrement intéressés au métabolisme des HAP en travaillant sur des explants de peau humaine étudiés in vitro [1, 2]. Les mécanismes mis en jeu par le métabolisme des HAP permettent aux cellules de convertir ces molécules chimiquement stables en des composés plus facilement éliminés. Une petite fraction de ces métabolites peut malheureusement réagir avec l'ADN pour induire des mutations. Une première observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) est que l'irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou...) réalisée après le traitement aux HAP, mais non pas avant, diminue la viabilité de la peau, vraisemblablement par induction d'un stress oxydant [3]. Concernant le métabolisme, les résultats sont sans appel. Les mesures de l'expression de gènes du métabolisme, de la production de métabolites et du niveau de dommage dans l'ADN convergent ( en astronautique, convergent en mathématiques, suite convergente série convergente ) vers une même conclusion: les UV solaires diminuent la capacité des cellules cutanées à métaboliser les HAP, que l'irradiation ait lieu avant ou après le contact avec les produits chimiques [1, 3, 4].

Ces observations apportent un éclairage important en toxicologie. Tout d'abord, elles confirment le risque de photosensibilisation en cas d'exposition solaire en présence de HAP [1, 5]. La diminution du métabolisme des HAP par les UV, jamais décrite, peut être vue de façon positive puisqu'elle induit un délai dans l'accumulation de dommages à l'ADN. Par contre, ce phénomène peut avoir des conséquences négatives dans la mesure où seuls les HAP métabolisés sont éliminés de la peau. L'exposition aux UV pourrait donc allonger la durée de l'exposition dans les tissus.

Il reste à déterminer le rôle du récepteur aux hydrocarbures aromatiques qui contrôle, entre autres, le métabolisme des xénobiotiques (molécules chimiques polluantes et parfois toxiques à l'intérieur d'un organisme) et l'effet des UV sur la transcription [5].


Les hydrocarbures aromatiques polycycliques, HAP, sont des constituants naturels du charbon et du pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...). Ils peuvent aussi être issus de la combustion incomplète de matières organiques diverses telles que les carburants, le bois, le tabac... Dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) (air, eau, aliments...), on les trouve généralement liés aux particules issues de la combustion ou de l'usure des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) qui les contiennent, ou sous forme gazeuse dans l'air, pour les plus légers d'entre eux.

L'exposition professionnelle aux HAP concernerait près de 1,5 millions de salariés en France (Ministère de l'emploi, 2010) plaçant les HAP en tête des composés responsables de cancers professionnels.

Références:
[1] von Koschembahr A, Youssef A, Béal D, Calissi C, Bourgart E, Marques M, Leccia MT, Giot JP, Maitre A and Douki T. Solar simulated light exposure alters metabolization and genotoxicity induced by benzo[a]pyrene in human skin. Science Report, 2018.
[2] Bourgart E, Barbeau D, Marques M, von Koschembahr A, Beal D, Persoons R, Leccia MT, Douki T and Maitre A. A realistic human skin model to study benzo[a]pyrene cutaneous absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par...) in order to determine the most relevant biomarker for carcinogenic exposure. Archives of Toxicology, 2019.
[3] von Koschembahr A, Youssef A, Beal D, Bourgart E, Rivier A, Marques M, Leccia MT, Giot JP, Maitre A and Douki T. Metabolism and genotoxicity of polycyclic aromatic hydrocarbons in human skin explants: Mixture effects and modulation by sunlight. Archives of Toxicology, 2020.
[4] Bourgart E, Persoons R, Marques M, Rivier A, Balducci F, von Koschembahr A, Beal D, Leccia MT, Douki T and Maitre A. Influence of exposure dose, complex mixture and ultraviolet radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se...) on skin absorption and bioactivation of polycyclic aromatic hydrocarbons ex vivo. Archives of Toxicology, 2019.
[5] von Koschembahr A, Youssef A, Beal D, Gudimard L, Giot JP and Douki T. Toxicity and DNA repair in normal human keratinocytes co-exposed to benzo[a]pyrene and sunlight. Toxicology In Vitro, 2020.
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