Développement de modèles in vitro de la barrière alvéolo-capillaire pour l'étude de la toxicité et du passage des nanoparticules
Development of in vitro models of the alveolo-capillary barrier to study the toxicity and the passage of nanoparticles
par Dekali Samir sous la direction de Rat Patrice
Thèse de doctorat en Toxicologie
École doctorale Médicament, Toxicologie, Chimie, Environnement

Soutenue le Wednesday 30 January 2013 à Université Paris Descartes ( Paris 5 )

Sujets
  • Barrière alvéolocapillaire
  • Modèles biologiques
  • Nanoparticules
  • Toxicologie
  • Toxicologie pulmonaire
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Mots clés
Barrière alvéolo-capillaire,Nanoparticules,Co-cultures,Cellules A549,Cellules NCI-H441,Cellules Calu-3,Cellules THP-1,Cellules HPMEC-ST1.6R
Resumé
Après exposition par inhalation, les nanoparticules (NPs) peuvent atteindre les alvéoles pulmonaires, se retrouver au niveau de la barrière alvéolo-capillaire (BAC), et induire une toxicité locale et / ou franchir cette barrière pour se retrouver dans la circulation sanguine. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail a été de développer des modèles de co-cultures in vitro simples à mettre en œuvre (utilisation de lignées cellulaires humaines), pour étudier les effets des NPs au niveau de la BAC. Dans un premier temps, des co-cultures de cellules épithéliales alvéolaires ou de phénotype proche (lignées A549 ou NCI-H441), et de macrophages (lignée THP-1), ont permis l'étude des effets pro-inflammatoires des NPs de SiO2 et de TiO2. Avec ces modèles nous avons montré l'importance de la coopération cellulaire mise en jeu lors des processus inflammatoires liés aux NPs, mais aussi le rôle du ratio cellulaire employé dans ces réponses. Dans un second temps, des co-cultures tridimensionnelles en chambres bicamérales associant des macrophages (lignée THP-1), des cellules épithéliales bronchiques (lignée Calu-3), et des cellules endothéliales pulmonaires microvasculaires (lignée HPMEC-ST1.6R), ont permis l'étude de l'impact de NPs fluorescentes de polystyrène sur l'intégrité de la BAC, et leur passage à travers cette barrière. Les cellules épithéliales Calu-3 permettent d'établir une barrière de qualité mais la membrane microporeuse servant de support aux cellules doit être optimisée pour ne pas être un frein au passage des NPs. Ce travail montre qu'un seul modèle ne permet pas d'étudier de façon optimale à la fois la toxicité et la translocation des NPs, et qu'une approche adaptée doit être envisagée en fonction du paramètre que l'on souhaite étudier.