La surface particulaire retenue suite à une inhalation aiguë, subaiguë et subchronique de nanomatériaux gouverne la réponse inflammatoire pulmonaire chez le rat.

Contexte
Un aspect important de l'évaluation des dangers liés aux nanomatériaux (NM) est l'établissement de relations entre certaines de leurs propriétés physicochimiques et les événements clés régissant les voies toxicologiques menant à des effets indésirables. La tâche difficile du classement des NM (en fonction du danger associé) pourrait être simplifiée par l’identification de la métrique (représentant la dose) la plus pertinente sur le plan toxicologique pour évaluer les relations dose-effet.
Dans cet article, nous étudions en détail la relation entre l'inflammation aiguë et chronique (mesurée grâce à l’influx de polynucléaires neutrophiles (% PMN) dans le lavage bronchoalvéolaire pulmonaire) et la surface pulmonaire retenue en NM après l'inhalation chez le rat de trois classes de NM à savoir : les dioxydes de titane (TiO2) et les noirs de carbone (CB) en tant que particules peu solubles de faible toxicité (PSLT) et les nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT).
Résultats
Cette analyse combine des données spécialement générées pour l’occasion, obtenues suite à des inhalations subaiguës (4 semaines) avec trois matériaux de référence à savoir le TiO2 P25, le CB Printex-90 et le MWCNT MWNT-7, avec des données de la littérature rapportant des expositions aigues (quelques jours) à subchronique (13 semaines) aux trois classes de NM considérées. L’intégration de temps (de récupération) post-exposition courts et longs (immédiatement après l'exposition jusqu'à plus de 6 mois après) permet d'étudier à la fois l'inflammation aiguë et chronique.
Une relation entre le %PMN et la surface particulaire retenue (mesurée ou estimée) dans le poumon est mise en évidence à court terme comme à long terme. Selon la classe de NM considérée, et parfois de la durée de l'exposition, cette relation prend la forme d’une sigmoïde unique et indépendante du temps post-exposition. Sur la base de la surface retenue, les MWCNT longs et épais (quelques centaines de nm de long avec un facteur de forme supérieur à 25) sont plus inflammatogènes que les PSLT ; une surface de 4 cm² / g de poumon étant suffisante pour déclencher une réponse inflammatoire (à 6% de PMN) alors que 150 cm² / g de poumon sont nécessaires pour les PSLT.
Conclusions
La surface déposée (ou retenue) pourrait être une métrique utile à des fins de regroupement des NM par classe de danger. Cette métrique s'appliquerait à la fois aux matériaux micrométriques et nanométriques et pourrait éviter de recourir à une mesure directe dans le poumon. En effet, elle pourrait avantageusement être estimée à partir de modèles de dépôt utilisant les paramètres des aérosols (rigoureusement déterminés suivant une stratégie de caractérisation des aérosols bien définie).