Signatures biologiques résultant de l'exposition professionnelle à des mélanges complexes de HAP (PAH-ProMetGen)

Les HAP sont des polluants omniprésents induisant plusieurs maladies, parmi lesquelles le cancer est le critère d'évaluation le plus important, avec une incidence accrue de cancers du poumon, de la peau et de la vessie. Les HAP induisent des effets génotoxiques (échange de chromatides sœurs, micronoyaux, dommages à l'ADN) mais nécessitent une activation métabolique chez l'homme en tant que cancérigènes à action indirecte. Ainsi, la connaissance des voies métaboliques impliquées suite à une exposition aux HAP est essentielle pour comprendre et prévenir les risques de cancer. Par ailleurs, l'exposition aux HAP est supposée induire d'autres effets néfastes sur la santé (diabète, inflammation, infertilité, maladies cardiovasculaires). Malheureusement, les biomarqueurs précoces liés à la maladie sont encore largement méconnus et notre compréhension des mécanismes impliqués est encore limitée. Les rares valeurs limites biologiques existantes font référence soit à des HAP non cancérigènes (pyrène) soit à des voies de détoxification (3-OHBaP pour le BaP), bien que de nouveaux biomarqueurs reflétant la voie génotoxique du BaP (TetraolBaP) soient désormais disponibles. Il y a donc un besoin d'identifier des biomarqueurs d'exposition/effet plus pertinents, et de mieux comprendre les conséquences biologiques résultant des expositions aux HAP ainsi que les voies métaboliques associées impliquées.

Les objectifs du projet sont :

• Mieux comprendre et caractériser les impacts moléculaires, métaboliques et génotoxiques résultant de l'exposition aux HAP et lier ces impacts aux niveaux biologiques des différents métabolites des HAP,
• Etudier l'influence du métabolisme du BaP (voie génotoxique versus voie de détoxication) sur l'expression différentielle des métabolites/protéines et sur les critères de génotoxicité afin d'obtenir des données pertinentes pour dériver de nouvelles valeurs limites biologiques,
• Élucider les associations entre les dérégulations omiques dues aux expositions aux HAP et les voies métaboliques activées, afin de définir des biomarqueurs à effet candidats pour la biosurveillance humaine.

Les originalités du projet sont les suivantes. Premièrement, il s'agit d'une étude humaine réalisée en milieu professionnel réel sur des travailleurs exposés à des mélanges représentatifs de HAP. Il s'agit d'une approche multidisciplinaire combinant simultanément des analyses de biosurveillance, omiques et cytogénétiques de pointe, qui donnera un aperçu complet des réactions métaboliques et des expressions protéiques suite à une exposition professionnelle à des mélanges de HAP, et permettra l'identification des processus biologiques impliqués. Les métabolites cancérigènes du BaP (Tétraol-BaP et 3-OHBaP) seront analysés simultanément afin de comparer les deux principales voies métaboliques du BaP.

Les principales étapes des projets seront :

• Recrutement de 100 travailleurs différentiellement exposés aux mélanges de HAP échantillonnés sur deux périodes (après semaines d'exposition et après 3 semaines sans exposition professionnelle),
• Enregistrement des données pertinentes (caractéristiques du travail, emplois/tâches, expérience professionnelle, nombre d'années d'exposition, habitudes tabagiques, apports nutritionnels, comorbidité),
• Analyses toxicologiques (LC-Fluorescence et GC-MS-MS) des métabolites urinaires de plusieurs HAP gazeux et particulaires (Naphtalène, Fluorène, Phénanthrène, Pyrène, BaP, BeP, Chrysène, Benzo(b)Fluoranthène, Benzo(k)Fluoranthène, Benzo (a) Anthracène),
• Analyses protéomiques sur des échantillons de sang par le biais d'une approche d'enrichissement pour une analyse protéomique quantitative ascendante sans étiquette basée sur la LC-HR-MS. Les protéines dérégulées (DEP) seront identifiées et la signature protéique associée. Une analyse d'ontologie des gènes (GO) définira les groupes de processus biologiques impliqués,
• Analyses métabolomiques non ciblées sur des échantillons de sang en UHPLC-HR-MS, avec analyses statistiques non supervisées (analyse en composantes principales, régressions logistiques), identification des métabolites pertinents par leur comparaison à la base de données du métabolome humain et recherche avancée dans les réseaux moléculaires/bibliothèques spectrales de LC- données SMS,
• Micronoyaux (MN) dans les cellules buccales grâce au prélèvement des cellules buccales à l'aide d'une cytobrosse, transfert au laboratoire dans un tampon, fixation et coloration, comptage automatique sous lumière fluorescente.