Analyse de l'air exhalé pour quantifier l'imprégnation pulmonaire des toxiques inhalés et leurs effets sur le parenchyme pulmonaire

Abstract

Contexte : l’air que nous expirons est constitué de composés volatiles et non volatiles dont la composition varie selon le métabolisme de l’épithélium respiratoire en réaction à l’agression des toxiques inhalés. Les composés non volatiles peuvent être recueillis en refroidissant l’air expiré pour obtenir le condensat d’air exhalé (Exhaled Breath Condensate EBC) qui contient en faible proportion une partie du liquide qui recouvre l’épithélium respiratoire. Les composés volatiles (notamment les composés organiques volatiles COV) endogènes présents dans l’air expiré sont issus du métabolisme cellulaire de l’épithélium respiratoire ou après diffusion à travers la membrane alvéolo-artérielle. Le profil de ces composés peut se modifier en réaction à une agression (particules inhalées, virus, bactéries) ou lorsque le type cellulaire change (cellule néoplasique, remodelage tissulaire). Objectif : mettre en relation des indicateurs précoces des atteintes respiratoires avec une exposition professionnelle ou environnementale par l’analyse de l’air exhalé. La recherche sur ces biomarqueurs a nécessité tout d’abord la validation du concept de ces différentes matrices (EBC et CV) en dosant des biomarqueurs d’effet (inflammation et stress oxydant) dans des populations homogènes de malades (BPCO, sclérodermie, asthme, pathologies interstitielles pulmonaires) ainsi que dans un modèle expérimental chez le rat (analyse de l’EBC après exposition à l’ozone et au dioxyde d’azote). Résultats : l’application de ces méthodes sur des groupes homogènes d’exposition nous a permis de montrer qu’il était possible de détecter et de quantifier différents types de particules dans l’EBC (mica, particules métalliques issues de fumées de soudage et de matériaux contenant du béryllium, particules de quartz ou de pierre à savon) et que ces concentrations étaient corrélées à celles dosées dans l’atmosphère de travail. Concernant les composés volatiles, nous avons étudié la fraction exhalée du monoxyde d’azote (FeNO) pour laquelle nous avons notamment démontré qu’un niveau de NO alvéolaire élevé avait un effet néfaste sur la capacité chronotrope des patients en attente d’une greffe hépatique. Perspectives : nous complétons ces données en analysant le contenu métallique des EBC de salariés exposés aux fluides de coupe dans l’étude OxIGenoCOM lors de laquelle il a été possible d’encadrer un étudiant en Master 2 et une étudiante en Thèse d’Université. Nous essayons actuellement d’identifier des profils de COVs comme marqueurs diagnostics précoces des cancers broncho-pulmonaires et envisageons de le faire pour des pathologies respiratoires ou systémiques de salariés exposés.