Analyse de l'air exhalé pour quantifier ...
Document type :
Habilitation à diriger des recherches
Permalink :
Title :
Analyse de l'air exhalé pour quantifier l'imprégnation pulmonaire des toxiques inhalés et leurs effets sur le parenchyme pulmonaire
English title :
Exhaled breath analysis to quantify pulmonary impregnation of inhaled toxics and their effects on lung parenchyma
Author(s) :
Hulo, Sebastien [Auteur]
Impact de l'environnement chimique sur la santé humaine - ULR 4483 [IMPECS]
Impact de l'environnement chimique sur la santé humaine - ULR 4483 [IMPECS]
Thesis director(s) :
Edme, Jean-Louis
Defence date :
2019-06-26
Jury president :
Sobaszek, Annie
Accredited body :
Université de Lille
Doctoral school :
École doctorale Biologie Santé de Lille
Keyword(s) :
Polluants atmosphériques -- Effets physiologiques
Toxicité pulmonaire
Toxicologie industrielle
Toxicologie environnementale
Analyse de l'air exhalè
Condensat d'air exhalé
Épithélium respiratoire
Composés organiques volatils
Poussières minérales
Biomarqueurs
Toxicité pulmonaire
Toxicologie industrielle
Toxicologie environnementale
Analyse de l'air exhalè
Condensat d'air exhalé
Épithélium respiratoire
Composés organiques volatils
Poussières minérales
Biomarqueurs
English keyword(s) :
Air pollutants -- Physiological effects
Pulmonary toxicity
Industrial toxicology
Environmental toxicology
Breath analysis
Exhaled breath condensate
Respiratory epithelium
Volatile organic compounds
Mineral dust
Biomarkers
Pulmonary toxicity
Industrial toxicology
Environmental toxicology
Breath analysis
Exhaled breath condensate
Respiratory epithelium
Volatile organic compounds
Mineral dust
Biomarkers
French 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 ...
Show more >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.Show less >
Show more >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.Show less >
English abstract : [en]
Background: the air we breathe is composed of volatile and non-volatile compounds
whose composition varies according to the metabolism of the respiratory epithelium
in response to the aggression of inhaled toxicants. ...
Show more >Background: the air we breathe is composed of volatile and non-volatile compounds whose composition varies according to the metabolism of the respiratory epithelium in response to the aggression of inhaled toxicants. Nonvolatile compounds can be collected by cooling the exhaled air to obtain Exhaled Breath Condensate (EBC) which contains a small proportion of the airway lining fluid. Endogenous volatile compounds (including volatile organic compounds) present in exhaled air are derived from cellular metabolism of the respiratory epithelium or after diffusion through the alveolo-arterial membrane. The profile of these compounds can be modified in response to aggression (inhaled particles, viruses, bacteria) or when the cell type changes (neoplastic cell, tissue remodeling). Objective: to link early indicators of respiratory disorders with occupational or environmental exposure by exhaled air analysis. The research on these biomarkers first required the validation of the concept of these different matrices (EBC and CV) by assaying biomarkers of effect (inflammation and oxidative stress) in homogeneous populations of patients (COPD, scleroderma, asthma, pulmonary interstitial pathologies) as well as in an experimental model in rats (analysis of EBC after exposure to ozone and nitrogen dioxide). Results: the application of these methods to homogeneous exposure groups allowed us to show that it was possible to detect and quantify different types of particles in the EBC (mica, metal particles from welding fumes and materials containing beryllium, quartz particles or soapstone) and that these concentrations were correlated with those measured in the working atmosphere. Regarding volatile compounds, we studied the exhaled fraction of nitric oxide (FeNO) for which we have demonstrated in particular that a high level of alveolar NO had a detrimental effect on the chronotropic capacity of patients waiting for a liver transplant. Perspectives: we complete this data by analyzing the metallic content of the EBC of workers exposed to cutting fluids in the OxIGenoCOM study during which it was possible to supervise a Master 2 student and a student in University Thesis. We are currently trying to identify VOC profiles as early diagnosis markers of lung cancers and consider doing so for respiratory or systemic diseases of exposed workers.Show less >
Show more >Background: the air we breathe is composed of volatile and non-volatile compounds whose composition varies according to the metabolism of the respiratory epithelium in response to the aggression of inhaled toxicants. Nonvolatile compounds can be collected by cooling the exhaled air to obtain Exhaled Breath Condensate (EBC) which contains a small proportion of the airway lining fluid. Endogenous volatile compounds (including volatile organic compounds) present in exhaled air are derived from cellular metabolism of the respiratory epithelium or after diffusion through the alveolo-arterial membrane. The profile of these compounds can be modified in response to aggression (inhaled particles, viruses, bacteria) or when the cell type changes (neoplastic cell, tissue remodeling). Objective: to link early indicators of respiratory disorders with occupational or environmental exposure by exhaled air analysis. The research on these biomarkers first required the validation of the concept of these different matrices (EBC and CV) by assaying biomarkers of effect (inflammation and oxidative stress) in homogeneous populations of patients (COPD, scleroderma, asthma, pulmonary interstitial pathologies) as well as in an experimental model in rats (analysis of EBC after exposure to ozone and nitrogen dioxide). Results: the application of these methods to homogeneous exposure groups allowed us to show that it was possible to detect and quantify different types of particles in the EBC (mica, metal particles from welding fumes and materials containing beryllium, quartz particles or soapstone) and that these concentrations were correlated with those measured in the working atmosphere. Regarding volatile compounds, we studied the exhaled fraction of nitric oxide (FeNO) for which we have demonstrated in particular that a high level of alveolar NO had a detrimental effect on the chronotropic capacity of patients waiting for a liver transplant. Perspectives: we complete this data by analyzing the metallic content of the EBC of workers exposed to cutting fluids in the OxIGenoCOM study during which it was possible to supervise a Master 2 student and a student in University Thesis. We are currently trying to identify VOC profiles as early diagnosis markers of lung cancers and consider doing so for respiratory or systemic diseases of exposed workers.Show less >
Language :
Français
Collections :
Submission date :
2020-04-01T12:17:06Z
2020-04-01T12:21:39Z
2020-04-01T12:21:39Z
Files
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