Potentiel oxydant des particules : mise au point d’une mesure de la production de radicaux hydroxyles (OH°)

Laboratoire(s) de rattachement : IGE

Encadrant : Houdier Stéphan

Co-encadrant : Uzu Gaëlle

Niveau de formation & pré-requis : Le candidat à ce stage devra avoir une certaine appétence pour le travail de laboratoire et des connaissances en chimie minimales (Niveau L2).

Mots-clés : potentiel oxydant, particules, radical hydroxyle, analyse, methode

Les études épidémiologiques les plus récentes montrent une recrudescence des maladies cardiovasculaires, neurologiques ou respiratoires associée à l’exposition des individus aux particules atmosphériques (PM, particulate matter). L’interaction des PM avec l’organisme se traduit par la formation additionnelle d’espèces réactives de l’oxygène (ROS, reactive oxygen species) générant un « stress oxydant » dans l’organisme. Ce dernier est à l’origine de processus inflammatoires, de peroxidations lipidiques ou des dommages à l’ADN à l’origine des maladies décrites plus haut.
La mesure du potentiel oxydant (PO) des PM peut être réalisée par des méthodes in vivo mais des méthodes biochimiques sont aujourd’hui développées afin de permettre une mesure plus rapide. Les plus couramment utilisées dans la littérature mesurent en fait l’action des PM sur les concentrations d’antioxydants naturellement présents dans l’organisme (acide ascorbique AA, glutathione réduite GSH) ou les simulant (dithiothreitol DTT). Ces tests, pour certains de routine au laboratoire, sont plus ou moins sensibles à certains constituants des PM (quinones, métaux de transition …) mais ne permettent pas d’identifier les ROS générés à la suite de l’interaction PM / antioxydants. Le radical hydroxyle (OH°) est certainement le ROS dont l’action est la plus délétère pour l’organisme, et l’objectif de ce stage sera de contribuer à la mise au point d’une méthode chimique de mesure directe des OH° produits lors de l’interaction entre les PM et des milieux mimant au mieux les conditions physiologiques (fluide pulmonaire reconstitué par exemple).
Le radical OH° sera piégé à l’aide d’une molécule réagissant spécifiquement avec lui : l’acide téréphtalique (TPTA). Il conviendra au cours de ce stage de déterminer, en premier lieu, les conditions optimales de la réaction de piégeage en étudiant l’influence de la composition du milieu réactionnel choisi (quel milieu tampon ? quel pH ? quelle concentration de TPTA ? ...) sur la production d’OH° et l’efficacité du piégeage. Le produit de la réaction TPTA + OH° est fluorescent et il conviendra également de déterminer si sa mesure peut s’effectuer de façon directe (lecteur de plaque fluorescent) ou nécessite une séparation chromatographique pour limiter l’influence des différents constituants de la solution sur la fluorescence du produit, ou pour augmenter la sensibilité de la méthode. Il sera alors envisageable d’étudier, à proprement parler, la production d’OH° issue de l’interaction entre les PM extraites de filtres de prélèvement « réels » et le milieu réactionnel choisi. La confrontation (via une méthode statistique) des résultats obtenus avec la composition chimique des PM (réalisée par ailleurs) devrait permettre d’identifier les constituants des PM (métaux ? composés organiques ?) plus particulièrement à l’origine de la production de radicaux OH°. Pour conclure, nous attendons de la combinaison des méthodes indirecte (antioxydants) et directe (production de OH°) une mesure plus complète et pertinente du potentiel oxydant des PM.

Pour candidater : Adresser un CV et une lettre de motivation par email à l’adresse ci-dessous : stephan.houdier univ-grenoble-alpes.fr et gaelle.uzu univ-grenoble-alpes.fr