thesis

Traitement thermodynamique de l'équilibre d'association entre une série de pesticides et diverses molécules cibles : approche biochromatographique et applications biologiques

Defense date:

Jan. 1, 2005

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Institution:

Besançon

Disciplines:

Authors:

Abstract EN:

L'environnement actuel nous expose à de nombreux xénobiotiques et notamment à des pesticides comme les rodenticides, utilisés dans la lutte contre les rongeurs nuisibles. Il est donc important de développer des méthodes permettant d'appréhender au mieux les mécanismes d'association de ces rodenticides avec différents récepteurs potentiels présents chez l'homme ou dans l'environnement, tels que : l'albumine de sérum humaine (SAH), car le profil toxicologique des rodenticides est fonction de leurs fractions libres (non liées à l'albumine) ; la membrane cellulaire via une membrane artificielle immobilisée (MAI), principale barrière du passage des xénobiotiques dans les cellules ; l'acide humique (AH), principale matière organique du sol, adsorbant de nombreux pesticides et pouvant leur servir de véhicule dans l'eau en cas, par exemple, de lessivage des sols. Parmi les diverses techniques utilisées pour analyser le mécanisme d'association pesticide / récepteur, la chromatographie liquide haute performance (CLHP) occupe une place de choix. Nous nous sommes intéressés dans ce travail à analyser les différentes contributions interactives de la fixation des rodenticides (ligands) sur trois types de récepteurs que sont la SAH, la MAI et L'AH. La relation éventuelle entre l'association rodenticide /récepteur et la toxicité de ces composés, a été analysée en utilisant des lignées de kératinocytes et d'hépatocytes humains. Ce travail est d'abord consacré à un rappel bibliographique sur la SAH, la MAI, l'AH et la nature des interactions gouvernant l'association ligand/récepteur. Dans un deuxième temps, la mise au point d'une nouvelle colonne chromatographique (colonne AH) et l'obtention de résultats expérimentaux validés par des modèles préalablement établis, permettent de déterminer certaines caractéristiques de ces trois processus d'association. Les variations des paramètres thermodynamiques ont permis de mieux définir les contours de la fixation des rodenticides sur les récepteurs étudiés. Il a été clairement démontré que l'effet hydrophobe joue un rôle majeur sur la rétention des solutés sur ces trois récepteurs. Les forces inter-moléculaires attractives faibles (liaisons de van der Waals et liaisons hydrogènes) permettent, quant à elles, d'expliquer la différence d'intensité de fixation sur le récepteur de certains rodenticides. Les études de toxicité cellulaire montrent que : 1/ au niveau de la lignée kératinocytaire, la cytotoxicité est directement proportionnelle à la constante d'association de ces rodenticides sur la MAI. Cela semble démontrer que le mécanisme de toxicité de ces rodenticides est étroitement lié à leurs diffusions à travers la membrane cellulaire. Il apparaît également que l'AH augmente la cytotoxicité des rodenticides en favorisant probablement le phénomène d'endocytose. 2/ au niveau de la lignée hépatocytaire, des effets inverses ont été observés. Aucune corrélation n'est obtenue entre l'affinité du rodenticide pour la MAI et la toxicité cellulaire, ce qui semble suggérer que le mécanisme de toxicité et/ou de passage à travers la membrane cellulaire est dépendant de la structure moléculaire du rodenticide. De plus, l'acide humique a un effet protecteur sur les cellules de la lignée hépatocytaire envers la toxicité des rodenticides, car seule la forme libre du rodenticide (non liée à l'acide humique) est toxique.

Abstract FR:

L'association de rodenticides avec des récepteurs R présents chez l'homme (albumine, membrane cellulaire via une membrane artificielle immobilisée MAI) ou l'environnement (acide humique AH) a été étudiée et mise en relation avec la toxicité des rodenticides sur une lignée kératinocytaire (HaCaT) et hépatocytaire (HepG2). Il est montré que l'effet hydrophobe joue un grand rôle sur la rétention des rodenticides sur les récepteurs et que les forces inter-moléculaires attractives faibles expliquent la différence d'intensité de fixation. Sur les HaCaT, la toxicité est proportionnelle à la constante d'association de ces rodenticides sur la MAI (K), montrant que leur toxicité est étroitement liée à leur diffusion à travers la membrane cellulaire. L'acide humique augmente également la toxicité des rodenticides. Sur les hépatocytes HepG2, aucune corrélation n'est obtenue entre K et la toxicité, ce qui suggère que le passage à travers la membrane cellulaire est dépendant de la structure du rodenticide. De plus, l'acide humique apparaît protéger les hépatocytes HepG2 de la toxicité des rodenticides, car seule la forme libre du rodenticide est toxique.