Métabolomique : un nouvel outil au service de la radiotoxicologie des faibles doses - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue Environnement, Risques & Santé Année : 2015

Metabolomics A new tool for low-dose radiotoxicology

Métabolomique : un nouvel outil au service de la radiotoxicologie des faibles doses

Résumé

The IRSN ENVIRHOM-Health research program, using an experimental animal model mimicking chronic contamination of residents of contaminated territories (such as those around Chernobyl and Fukushima), showed that chronic ingestion of low-dose radionuclides results in extensive but low-amplitude biological damage, with the subtle ruptures of metabolic equilibrium that are characteristic of internal exposure. In vivo internal contamination of radionuclides can affect numerous important metabolic systems of the organism, including those of cholesterol, vitamin D, iron, steroid hormones, and xenobiotics, without producing any toxic effects or visible pathology. To complement and refine these findings, in collaboration with the broad-spectrum metabolic analysis platform of the University of Aix-Marseille (CRIBIOM), we conducted studies that combined a metabolomic approach to low-dose radiotoxicology for the first time. The results of these experimental studies, which focused on the biological effects on rats of chronic ingestion of cesium 137 and natural uranium over several months, showed modifications of the metabolome after this internal exposure. Individuals exposed to these low doses could be identified metabolomically, even though their conventional clinical markers were unaffected. Thus, a metabolomic approach using simple blood or urine analysis appears useful for defining the biological signature of internal contamination by a low radionuclide dose. Finally, the identification and the simultaneous quantification of many affected molecules defined a specific fingerprint of exposure and could help to identify exposure biomarkers, early biological effects, and toxicity leading to the eventual development of pathology. In conclusion, metabolomics is one of the modern analytical approaches with considerable potential in the area of low-dose toxicology. Copyright © 2015 JOHN LIBBEY EUROTEXT.
Un modèle expérimental animal, mimant la contamination chronique des populations vivant sur des territoires contaminés a été utilisé dans le cadre du programme de recherche ENVIRHOM-Santé de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN). Il a révélé que l’ingestion chronique de radionucléides à faibles doses entraînait des atteintes biologiques multiples de faibles amplitudes caractérisées par des ruptures subtiles d’équilibres métaboliques consécutives à l’exposition interne. En effet, il a été montré qu’une contamination interne de radionucléides était capable d’affecter in vivo un certain nombre de métabolismes majeurs de l’organisme, tels que le métabolisme du cholestérol, de la vitamine D, du fer, des hormones stéroïdiennes et des xénobiotiques sans effet toxique ou apparition de pathologie. Pour compléter et affiner ces connaissances, des études associant pour la première fois une approche métabolomique à la radiotoxicologie des faibles doses ont été initiées en collaboration avec la plate-forme d’analyse métabolique à large spectre de l’université d’Aix-Marseille (CRIBIOM). Les résultats de ces études expérimentales, qui portent sur les effets biologiques d’une ingestion chronique de césium 137 ou d’uranium naturel chez le rat pendant plusieurs mois, ont permis de montrer que, suite à ces expositions internes, il était possible d’identifier des individus contaminés par de faibles doses de radionucléides (bien que leurs taux de marqueurs cliniques classiques n’étaient pas affectés) par une modification de leur métabolome. Aussi, une simple analyse sanguine ou urinaire par approche métabolomique semble pertinente pour définir la signature biologique d’une contamination interne à faible dose de radionucléide. Enfin, l’identification et la quantification simultanée de plusieurs acteurs moléculaires impactés ont permis de définir « l’empreinte métabolique » spécifique de l’exposition et pourraient permettre de révéler des biomarqueurs d’exposition, d’effets biologiques précoces, de toxicité voire d’éventuels développements pathologiques. En conclusion, la métabolomique fait partie des approches analytiques modernes dont le potentiel reste considérable dans le domaine des faibles doses.
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Dates et versions

hal-02572588 , version 1 (13-05-2020)

Identifiants

Citer

S. Grison, G. Favé, M. Maillot, L. Manens, J.-C. Martin, et al.. Métabolomique : un nouvel outil au service de la radiotoxicologie des faibles doses. Environnement, Risques & Santé, 2015, 14 (6), pp.502-510. ⟨10.1684/ers.2015.0820⟩. ⟨hal-02572588⟩
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