Effets des mélanges chimiques : les effets neurotoxiques s'additionnent
L'étude démontre pour la première fois la pertinence toxicologique des mélanges chimiques tels qu'ils se présentent chez l'homme
Les produits chimiques sont omniprésents aujourd'hui : ils pénètrent dans notre corps par la nourriture, l'air ou la peau. Mais comment ces mélanges complexes de produits chimiques affectent-ils notre santé ? Dans une étude publiée dans la revue Science, une équipe de chercheurs du Centre Helmholtz pour la recherche environnementale (UFZ) a montré que les substances chimiques présentes dans des mélanges complexes et dans des rapports de concentration tels qu'on les trouve chez l'homme agissent ensemble. Même si les concentrations des substances individuelles sont inférieures au seuil d'effet, les produits chimiques du mélange ont un effet neurotoxique cumulatif. Pour leurs recherches, les chercheurs ont utilisé des échantillons de sang de femmes enceintes dans le cadre de l'étude mère-enfant LiNA (facteurs liés au mode de vie et à l'environnement et leur influence sur le risque d'allergie chez le nouveau-né), qui se déroule à l'UFZ depuis 2006.
Démonstration du phénomène "quelque chose à partir de rien". Les faibles effets de la majorité des produits chimiques présents dans un échantillon s'accumulent pour former un mélange dont les effets sont mesurables.
UFZ
"Dans notre vie quotidienne, nous sommes exposés à une grande variété de produits chimiques qui sont distribués et s'accumulent dans notre corps. Il s'agit de mélanges très complexes qui peuvent affecter les fonctions corporelles et notre santé", explique le professeur Beate Escher, directrice du département de toxicologie cellulaire de l'UFZ et professeur à l'université de Tübingen. "On sait, grâce à des études sur l'environnement et l'eau, que les effets des produits chimiques s'additionnent lorsqu'ils sont présents en faibles concentrations dans des mélanges complexes. La question de savoir si c'est également le cas dans le corps humain n'a pas encore été suffisamment étudiée - c'est précisément là que notre étude entre en jeu."
Le travail de recherche approfondi s'est basé sur plus de 600 échantillons de sang de femmes enceintes de la cohorte mère-enfant LiNA de Leipzig, coordonnée par l'UFZ depuis 2006. Les chercheurs ont d'abord analysé les différents mélanges de produits chimiques présents dans ces échantillons. "Nous voulions savoir quelles substances chimiques étaient contenues dans le plasma sanguin et à quelles concentrations. Nous avons utilisé un processus d'extraction en deux étapes pour isoler des mélanges chimiques aussi divers que possible", explique Georg Braun, chercheur postdoctoral dans le groupe de travail de Beate Escher et premier auteur de l'étude. "À l'aide d'analyses par spectrométrie de masse, nous avons recherché 1 000 substances chimiques différentes dont nous savions qu'elles pouvaient être présentes dans l'environnement, qu'elles pouvaient être ingérées par l'homme et qu'elles pouvaient avoir des effets néfastes sur la santé humaine. Parmi ces substances, nous avons pu en quantifier environ 300 dans plusieurs échantillons de plasma". Les chercheurs ont ainsi obtenu des informations sur la composition et les rapports de concentration des mélanges chimiques présents dans les 600 échantillons individuels de plasma.
Les chercheurs ont utilisé un modèle de prédiction pour calculer les effets neurotoxiques des mélanges chimiques. Pour tester expérimentalement les prédictions des effets des mélanges, ils ont utilisé un essai biologique cellulaire établi, basé sur des cellules humaines, qui indique des effets neurotoxiques. "Nous avons analysé des produits chimiques individuels ainsi qu'environ 80 mélanges chimiques différents produits par nous-mêmes dans des rapports de concentration réalistes. Les extraits des échantillons de plasma ont également été testés", explique Georg Braun. Les résultats sont clairs. "Les expériences en laboratoire ont confirmé les prévisions du modèle : les effets des substances chimiques s'additionnent dans des mélanges complexes", explique Beate Escher, toxicologue de l'environnement. "Même si les concentrations individuelles de produits chimiques neurotoxiques sont si faibles qu'elles se situent en dessous du seuil d'effet, il y a toujours un effet sur les cellules nerveuses dans les mélanges complexes avec de nombreux autres produits chimiques".
Mais que signifient exactement ces résultats ? "Avec notre étude, nous avons pu prouver pour la première fois que ce que l'on sait des effets des mélanges chimiques dans l'environnement s'applique également à l'homme", déclare Escher. "Il est donc impératif de repenser l'évaluation des risques. Les substances indicatrices seules sont loin d'être suffisantes. À l'avenir, nous devrons apprendre à penser en termes de mélanges". Le Dr Gunda Herberth, immunologiste environnementale à l'UFZ et responsable de l'étude LiNA, ajoute : "Il est de plus en plus évident que de nombreuses maladies telles que les allergies, les troubles du système immunitaire, l'obésité ou le développement du système nerveux sont liées à l'exposition à des produits chimiques dans l'utérus ou dans la petite enfance."
La méthode d'essai présentée dans cette étude - l'extraction de mélanges chimiques à partir d'échantillons humains et leur caractérisation à l'aide d'une analyse chimique combinée à des systèmes de biotest à base de cellules - ouvre de nouvelles possibilités de recherche sur les effets de mélanges chimiques complexes sur la santé humaine. Dans le cadre de futurs projets de recherche, les scientifiques souhaitent affiner leur méthode d'essai et étudier les effets des mélanges chimiques sur d'autres paramètres importants pour la santé, tels que l'immunotoxicité. En outre, ils aimeraient découvrir les liens possibles entre l'exposition aux produits chimiques et l'apparition de troubles du développement chez les enfants. En tant que membres du Centre allemand pour la santé de l'enfant et de l'adolescent, un réseau de recherche allemand regroupant des hôpitaux universitaires, des universités et des instituts de recherche non universitaires, les chercheurs de l'UFZ travailleront à l'avenir avec de nombreux experts dans les domaines de la médecine et de l'épidémiologie afin d'appliquer ces méthodes de biosurveillance humaine basées sur les effets dans la pratique.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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