Which atmospheric nanoparticles trigger health diseases?

Quelles nanoparticules provoquent des maladies ? En 2017, environ 5 millions de personnes sont décédées prématurément du fait de la pollution de l'air. Nos objectifs étaient d'identifier quelles nanoparticules atmosphériques ont des effets négatifs sur la santé humaine, leurs mécanismes d'action et comment les prévenir. Deux types de particules ont été testés, le naphtalène (d'origine anthropique) et les particules issues de la combustion de biomasse (d'origine à la fois anthropique et biogénique). Trois méthodologies différentes ont été utilisées : l’analyse cellulaire en temps réel qui mesure de la prolifération et de l'adhésion cellulaires ; le microscope à contraste de phase quantitatif (Holomonitor, PHI), qui donne les paramètres comportementaux et structurels des cellules (par exemple, l’aire, la motilité et la migration) et la microscopie en temps réel en champ clair (Cytation, Biotek), pour l'imagerie cellulaire en temps réel. Les nanoparticules fraîches de naphtalène se sont avérées plus toxiques que les mêmes particules oxydées. Le glutathion à 1 mM a partiellement restauré la prolifération cellulaire. Quatre sous-produits de nanoparticules de naphtalène ont été testés sur le modèle de cellules pulmonaires A549 : 1,4-naphtoquinone (1.4-NQ), 2-hydroxy-1,4-naphtoquinone (2-OH-NQ), acide phtalique (PA) et phtaldialdéhyde (OPA). Selon leur CE50, la 1.4-NQ a montré une toxicité 100 fois plus élevée que les autres composés. 1.4-NQ et OPA ont diminué le volume optique, la migration, la mobilité et la vitesse de mobilité des cellules. La 1.4-NQ a augmenté le stress oxydatif (marcation DHR). L'ajout de glutathion a protégé les cellules contre la 1,4-NQ. La toxicité des particules provenant de différents modes de combustion du bois (flamme (FWS), combustion lente (SWS) et pyrolyse (PWS)) ont eu un effet toxique sur la prolifération des cellules A549. En conclusion, la toxicité des nanoparticules de naphtalène dépend de la 1,4 naphtoquinone qui est conditionné par le stress oxydatif.