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Étude des mécanismes de toxicité des nanotubes de carbone multi-parois chez le modèle amphibien Xenopus laevis

Saria, Rayenne (2014) Étude des mécanismes de toxicité des nanotubes de carbone multi-parois chez le modèle amphibien Xenopus laevis. (Study of the mechanical action of multiwalled carbon nanotubes on the amphibian model Xenopus laevis.)

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Résumé

L’impact potentiel des nanotubes de carbone multi-parois (NTCMW) a été évalué sur des larves de Xenopus laevis, exposées à des concentrations de 0,1 ; 1 et 10 mg/L, sur une durée allant de 2 à 24 h. Des mesures biochimiques réalisées à l’échelle des larves entières ont permis de mettre en évidence une induction d’un stress oxydant caractérisé par une production de peroxyde d’hydrogène et une induction des enzymes de lutte contre le stress oxydant : glutathion réductase, catalase et superoxyde dismutase, de façon dépendante de la concentration en NTCMW. Une production significative de malondialdéhyde, un marqueur important de la peroxydation des lipides, a été mesurée chez les larves en présence de NTCMW bruts. Les résultats de mesure des dommages à l’ADN ont indiqué une altération du matériel génétique de façon dose-dépendante. Des observations macroscopiques des larves, ont montré une accumulation, dose- et temps-dépendante, de masses noires suspectées d’être des agglomérats de NTC, au niveau des branchies, laissant penser à un probable colmatage de ces dernières. Cette hypothèse a été vérifiée par la mesure de différents paramètres sanguins. Une diminution de la pression partielle en O2 (pO2) et du pH ont été observées à partir de 1 mg/L de NTCMW dans le milieu. À 10 mg/L, une augmentation significative de la pCO2 et de la concentration en hémoglobine, accompagnée d’une diminution du pH et de la pO2 ont été observées. Enfin les analyses de RT-PCR quantitative, réalisées au niveau des érythrocytes, ont permis de confirmer l’induction du stress oxydant, de la peroxydation des lipides, des dommages à l’ADN et de l’hypoxie. La quantification des transcrits a également mis en avant un processus inflammatoire et apoptotique en réponse à une exposition des larves à des concentrations élevées en NTCMW bruts. ABSTRACT : The potential impact of the Multiwalled Carbon Nanotubes, (MWCNT) was investigated on Xenopus laevis tadpoles exposed to concentrations of 0.1, 1 and 10 mg/L, on period ranging from 2 to 24 h. Biochemical measurements across whole larvae were allowed to demonstrate induction of oxidative stress, characterized by the production of hydrogen peroxide and induction of anti-oxidantive enzymes: glutathion reductase, catalase and superoxide dismutase, depending of the concentration MWCNT. Significant production of malondialdehyde, a major marker of lipid peroxidation was measured in larvae in presence of Raw MWCNT. The results of DNA damage measurement indicated alterations of the genetic material in a dose-dependent manner. Macroscopic observations of larvae showed a dose dependent time accumulation of black masses in gills, suspected to be CNT agglomerates, suggest a probable gills clogging. This hypothesis was verified by measuring various blood parameters. A decrease in O2 partial pressure (pO2) and pH were observed from 1 mg/L of MWCNT in the exposure medium. At 10 mg/L, a significant increase in the pCO2 and hemoglobin concentration, accompanied by a decrease in pH and pO2 were measured. Finally, Quantitative RT-PCR analysis performed on tadpoles erythrocytes, have confirmed the induction of oxidative stress, lipid peroxidation, DNA damage and hypoxia. Quantification of transcripts also helped to highlight an inflammatory and apoptotic process in response to larvae exposure to high concentrations of raw MWCNT.

Département ou laboratoire:Laboratoire Ecologie fonctionnelle et Environnement - EcoLab (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Pinelli, Éric et Gauthier, Laury
Mots-clés:Xenopus laevis - Nanotubes de carbone - Stress oxydant - Hypoxie - Génotoxicité. KEYWORDS : Xenopus laevis - Carbon nanotubes - Oxidative stress - Hypoxia - Genotoxicity
Sujets:Génie des matériaux > Nanoparticules
Agronomie > Environnement
Déposé le:16 Mars 2015

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