Article analysé par Dr Hélène Chambatte supervisé par le Dr Isabelle Rousseaux
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Autophagie, et vieillissement cutané : impact de la pollution aux particules fines. (PM10) sur les fibroblastes dermiques humains
Autophagy, and Skin Aging: Impact of Particulate Matter (PM10) on Human Dermal Fibroblasts
Seo-Yeon Park,1,† Eun Jung Byun,2,† Jeong Deuk Lee,2 Sungjoo Kim,1 and Hei Sun Kim
Int J Mol Sci. 2018 Sep; 19(9): 2727
Il s'agit d'une étude intéressante mais technique et dense, réalisée in vitro, à partir de cultures de fibroblastes prélevés en peau non exposée chez 8 volontaires sains âgés de 9 à 94 ans ( 4 chez des 9, 11ans et 4 chez des 55, 94 ans) le but étant de comprendre par quels mécanismes la pollution aérienne pouvait induire le vieillissement cutané et quels étaient les gènes impliqués dans la chaîne de réactions induite par l’exposition à 30¥g/m3 de particules fines (cytokines inflammatoires)
Pour comprendre cet article, il faut connaître certaines définitions
Particulate Matter : PM : particules en suspension dans l'atmosphère terrestre
– d'origine naturelle ou liée aux activités humaines
– leur diamètre peut varier de 0,005 à 100 microns. Selon leur taille en microns (diamètre aérodynamique ou « diamètre aéraulique »), on distingue en métrologie les PM10″ et les PM2,5″ ou les PM1
- Les principaux composants en sont les sulfates, les nitrates, l’ammoniaque, le chlorure de sodium, le carbone, les matières minérales et l’eau. Elles sont formées d’un mélange complexe de particules solides et liquides de substances organiques et minérales en suspension dans l’air.
- Les mesures de la qualité de l’air sont généralement communiquées en teneur moyenne journalière ou annuelle de particules PM 10 par mètre cube d’air. Les valeurs recommandées < ou= a 50 μg/m3 moyenne sur 24 heures
- La dose retenue dans l'étude était de 30 μg/m3
Autophagie : Le terme autophagie regroupe plusieurs voies de dégradation lysosomale des constituants cellulaires
. LC3 existe donc sous forme cytosolique (LC3-I) ou associé au phagosome (LC3-II = Atg8-PE).
. LC3-II pourrait jouer une fonction structurale permettant l’élongation et la formation de l’autophagosome mature, et constitue un marqueur cellulaire d'identification des autophagosomes.
La méthodologie de l'étude a étudié
- La survie des fibroblastes en culture a différentes concentrations de PM10
- La relation entre autophagie et PM10 par technique de western Blot : le marqueur étant la protéine micro tubulaire LC3-2. Cette protéine étant augmentée dans les cellules exposées à PM10 et traduit une augmentation de l'activité autophagique
- Les effets de l'exposition à PM10 sur l'expression des cytokines proinflammatoires et du métabolisme du collagène ( IL 6 et 8, procollagene ,MMP-1- metalloprotease-, TGFbeta) dans les fibroblastes humains par technique ELISA .tous les échantillons ont été testés face à des cellules témoins non exposees.
- L'analyse des séquences de RNA a permis de mettre en évidence un certain nombre de genes mis en cause dans la réaction
- On observe une augmentation des protéines proinflammatoires(IL6 et 8) qui confirme l'analyse génique, ainsi que du cytochrome P450 et des MMP 1 et 3.Diminution du TGF-bêta ( facteur de croissance) et de l'expression des genes codant pour la chaîne Alpha du procollagene de type 1 et de l'elastine . L'expression de la MMP1 est significativement augmentée (comme dans les plaies chroniques) et celle du facteur de croissance diminuée. Ce qui démontre que l'exposition aux particules fines induit une réaction inflammatoire qui déséquilibre les capacités de réparation cellulaire
- Un total moyen d'environ 1977 genes impliqués dans la réaction à été recensé avec une moyenne de 2748 pour la population jeune et 1340 pour les plus âgés . Ce qui suggère que la pollution induit un vieillissement plus rapide chez la population jeune
- L'étude démontre que l'impact de la pollution aux particules fines n'atteint pas seulement les poumons et le système cardio-vasculaire mais a aussi un rôle dans la fragilisation de la peau, vieillissement et pathologies cutanées
- L'autophagie est l'expression d'un mécanisme de défense des cellules contre le stress (la microscopie électronique a montré la présence ce PM10 A l'intérieur des autolysosomes)
- Par contre les mécanismes de déclenchement du stress oxydatif ne sont pas clairement expliqués
L'article est très intéressant par sa méthodologie en terme de démonstration de la cascade de réactions induites par l'exposition aux particules fines par contre complexe par le nombre de notions impliquées
Rappelle que l'inflammation est un phénomène complexe mettant en action de multiples genes pour coder les protéines chargées de « rétablir l'ordre « et que lorsque les facteurs étiologiques dépassent les capacités réparatrices, le déséquilibre s'installe entraînant la mort cellulaire.
Nombreux tableaux et iconographie explicites.
On peut légitimement se poser la question des réactions aux particules ultra fines
Selon l'OMS, les PM2,5 (de diamètre inférieur à 2,5 µm) tuent plus de quatre millions de personnes par an, même à très faibles doses (sous le seuil OMS recommandé de 10 μg/m3) les PM2,5 sont encore source de surmortalité.
L'étude ici ne prend en compte que les PM10.
Problème de santé publique du XXI éme siècle. La peau à l'instar des autres organes souffre tout autant de cette pollution ét si on connait l'impact sur les problèmes respiratoires, cette étude permet d'appréhender les mécanismes cellulaires ubiquitaires à tous les organes