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In the context of the emergence of a wide range of potential applications, layered double hydroxides (LDH) and their derivative oxides have attracted increasing attention over the last two decades not only in academic research but also in industry. Much work in the scientific community has focused on the impact of the synthesis methods and parameters used on the purity, structure, shape and size of the particles, as well as on the surface properties of the prepared materials, all of which control their reactivity and performance in application areas. This thesis work focused on the recently described epoxyde method for the synthesis of LDH, which under certain conditions allows to control and strongly limit the size of the particles formed. In this context, the influence of the synthesis parameters was studied in depth for a ZnAl- HDL matrix, in order to gain a better understanding of this epoxyde method. The physico-chemical properties of the obtained phases, in terms of morphology, chemical composition, global and local structure, were analyzed by a multi-technique characterization approach (XRD, PDF, NMR, EXAFS, FTIR, SEM-EDS, TEM, ATG-MS...). The adsorption properties of these LDH phases in the aqueous phase were evaluated with respect to phosphate ions. The photocatalytic properties of a ZnGa phase obtained by epoxyde method were also studied for the degradation of a model pollutant, Bisphenol A, showing a complete degradation of Bisphenol A in the presence of a ZnGa-CO3 phase calcined at 300°C under UVA and in the presence of persulphate. Finally, the synthesis and nanostructuration of a LDH LiAl phase prepared by epoxyde process was also addressed in order to generate macroporous materials by association between LDH nanoparticles and latex-type polymeric particles. The interactions between the LiAl HDL-latex binary system were first described using time-resolved Dynamic Light Scattering experiments and DLVO theory before accessing macroporous structures using spray-drying followed by thermal treatment.; Dans le cadre de l'émergence d'une large gamme d'applications potentielles, les hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et leurs oxydes dérivés ont attiré au cours de ces deux dernières décennies une attention croissante non seulement en recherche académique mais également dans le domaine de l’industrie. De nombreux travaux de la communauté scientifique s’intéressent à l’impact des méthodes de synthèse et des paramètres utilisés sur la pureté, la structure, la forme et la taille des particules, ainsi que sur les propriétés de surface des matériaux préparés, autant de caractéristiques qui contrôlent leur réactivité et les performances dans des domaines d’applications. Ce travail de thèse s’est focalisé sur la méthode époxyde récemment décrite pour la synthèse des HDL, permettant sous certaines conditions de contrôler et limiter fortement la taille des particules formées. Dans ce contexte, l’influence des paramètres de synthèse a été étudiée de manière approfondie pour une matrice HDL ZnAl, afin d’accéder à une meilleure compréhension de cette méthode époxyde. Les propriétés physico-chimiques des phases obtenues, en termes de morphologie, de composition chimique, de structure globale et locale, ont été analysées par une approche de caractérisation multi-technique (DRX, PDF, RMN, EXAFS, IRTF, MEB-EDS, MET, ATG-MS…). Les propriétés d’adsorption en phase aqueuse de ces phases HDL ont été évaluées vis-à-vis des ions phosphate. Les propriétés photocatalytique d’une phase ZnGa obtenue par méthode époxyde, ont également été étudiées pour la dégradation d’un polluant modèle le Bisphénol A, mettant en évidence une dégradation complète du Bisphénol A en présence d’une phase ZnGa-CO3 calcinée à 300°C sous UVA et en présence de persulfate. Enfin, la synthèse et la nanostructuration d’une phase HDL LiAl préparée par voie époxyde a été aussi abordée afin de générer des matériaux macroporeux par association entre nanoparticules d’HDL et particules polymériques de type latex. Les interactions mises en jeux entre le système binaire LiAl HDL- latex ont dans un premier temps été décrite grâce à des expérimentations de Diffusion Dynamique de la Lumière résolues dans le temps et à la théorie DLVO avant d’accéder à des structures macroporeuses à l’aide d’un séchage par spray-drying suivi d’un traitement thermique.

Il apparaît au grand jour que de nombreuses substances telles que les perturbateurs endocriniens sont introduites quotidiennement dans l’environnement. Ces molécules organiques bien souvent d’origine anthropique peuvent être employées dans d’innombrables circonstances : pharmaceutique, médecine, agriculture, cosmétique, agroalimentaire pour citer quelques exemples. Parmi ce large panel de composés, se trouvent les hormones stéroïdiennes. Un certain nombre de maladies et de modifications aussi bien comportementales que physiologiques tant chez l’humain que sur la faune aquatique sont attribuées à l’usage et aux rejets chroniques de ces perturbateurs endocriniens. Il est donc indispensable de développer une approche portée sur la prévention et l’étude des niveaux de contamination selon un seul maître-mot : précaution. Dans ce contexte, ce projet de doctorat visait à développer de nouvelles méthodes de détection des hormones stéroïdiennes à niveau ultra-trace dans diverses matrices environnementales. La sélection des composés ciblés dans ce projet s’est basée sur la nouvelle liste de perturbateurs endocriniens prioritaires de l’agence de protection de l’environnement des États-Unis (US EPA), récemment élargie à d’autres classes de substances dont le bisphénol A. Les méthodes analytiques ont été développées non seulement dans l’eau du robinet (EPA 539), mais également dans d’autres matrices plus complexes (eaux de surface, eaux usées). Commune à l’ensemble des procédures testées, la phase de validation analytique a permis de vérifier la conformité avec les exigences de performance de l’EPA. La première méthode mise au point repose sur une pré-concentration rapide de l’échantillon par extraction sur phase solide en ligne (on-line SPE) couplée à la chromatographie liquide à ultra-haute performance (UHPLC) et à la spectrométrie de masse en tandem (MS/MS). La méthode validée présente de nombreux avantages—reproductibilité, automatisation, temps d’analyse minimal, logistique réduite et surtout des limites de détection de 0,10 ng·L-1 à 7,5 ng·L-1 selon les différentes matrices étudiées. Cette méthode apparaît particulièrement adaptée pour la détection des hormones dans les eaux usées, en lien avec les plus fortes concentrations attendues. Cependant, il est apparu pertinent d’améliorer encore la sensibilité des méthodes dans certains contextes, notamment dans le cadre des iv analyses d’eau de surface, compte tenu des critères de qualité applicables. La principale modification fut apportée au niveau de l’extraction et de la purification des échantillons. Amendée à la faveur des différentes matrices, l’étape d’extraction par SPE hors-ligne automatisée (off-line SPE) a permis d’atteindre des limites de détection adéquates variant de 0,010 ng·L-1 à 6,0 ng·L-1 dépendamment de la matrice et du composé. Un aspect original de cette étude a consisté à étudier de façon plus systématique les facteurs de robustesse de la méthode lorsque soumise à certaines variations, tant au niveau de l’analyse instrumentale (phases mobiles, volume d’injection) que des protocoles (emploi de différents agents de conservation, par exemple). L’analyse de la phase dissoute ne saurait être suffisante pour comprendre le devenir environnemental des perturbateurs endocriniens dans les milieux aquatiques, notamment leur distribution. Dans cette optique, la phase particulaire en suspension dans la colonne d’eau (SPM) fut également étudiée après optimisation et validation de la méthode d’extraction. Les limites de détection obtenues étaient comprises entre 0,10 ng/g et 3,0 ng/g, un degré de performance adéquat au regard des teneurs attendues dans l’environnement. De telles méthodes ne trouveraient pas de fondement si elles n’étaient pas employées à l’analyse d’échantillons réels. C’est pourquoi, pour chaque méthode développée, une série d’échantillons d’eau a été analysée pour toutes les matrices étudiées. La quantification des hormones stéroïdiennes a permis de rendre compte des niveaux de concentrations retrouvés dans l’environnement. Une étude saisonnière d’un cours d’eau a également été réalisée durant quatre saisons (hiver, printemps, été et automne) afin d’évaluer les éventuelles variations saisonnières en termes d’occurrence et de concentration., It is now admitted that many substances such as endocrine disruptors are released daily into the environment. This process can be of natural origin but is predominantly linked to human activity. Endocrine disruptors originate from numerous fields: medicine, agriculture, cosmetics, and the food industry, to name a few. Steroid hormones belong to this wide array of compounds. A significant number of human diseases and behavioral and physiological changes in both humans and aquatic life have been attributed to the use and chronic release of these endocrine disruptors. The effects of such a cocktail of substances are difficult to understand and evaluate. To date, the synergistic mechanisms or the potential cumulative effects are not well known. It remains essential to develop an approach focused on the prevention and the study of contamination levels with one key word in mind: precaution. In this context and aiming to detect steroid hormones in tap water, surface water and wastewater at trace levels, new analytical methods have been developed within the framework of this project. The first method developed is based on high performance liquid chromatography (HPLC) coupled with tandem mass spectrometry (MS / MS). LC-MS/MS hyphenation involved using an electrospray ionization source at atmospheric pressure with heating element (H-ESI). Pre-concentration and purification of the samples were executed by on-line solid phase extraction (on-line SPE). The validated method presents several advantages: reproducibility, automation, minimum analysis time, reduced logistics and above all, detection limits ranging from 0.10 ng·L-1 to 7.5 ng·L-1 considering the different matrices studied. The second approach proposed herein is based on the development of an analysis method allowing lower detection limits compared to the previous workflow. The same detection method was used, but a modification was made to the sample extraction and purification. Allowing for greater pre-concentration than online SPE, manual SPE (off-line SPE) was used in this method. Depending on the particular matrix, the extraction step allowed to reach adequate detection limits for the analysis of environmental aqueous samples: 0.010 ng·L-1 up vi to 6.0 ng·L-1 from the matrix-free sample to the most complex matrices. The use of an automated system also made it possible to make the extraction step robust and reproducible. The analysis of the dissolved phase of water samples cannot be sufficient to understand and comprehensively assess the contamination of aquatic environments. The particulate phase in suspension in the water column (SPM) was also studied. The extraction method was optimized and validated. Coupled with the previous method of analysis, it was possible to quantify the steroid hormones attached to suspended materials. The obtained detection limits ranged from 0.10 ng/g to 3.0 ng/g dry weight. For each developed method, dissolved phase samples were analyzed for all the studied matrices (tap water, surface water and wastewater). Quantification of steroid hormones allowed the comprehension of concentration levels found in the environment under usual discharge conditions in multiples matrices. A seasonal study of a watercourse was also carried out during the winter, spring, summer and fall seasons to observe possible seasonal variations in terms of occurrence and concentration.

Prospective studies have associated exposure to low-level pollutants in everyday materials (e.g., flame retardants, perfluorinated compounds, bisphenols and phthalates) that are considered to be endocrine disruptors with adverse neurodevelopmental outcomes in children. The state of epidemiological evidence varies by substance, congener and metabolite. The prenatal period is a vulnerable one during which chemical insults can impair the functional trajectory of the developing brain. Associations have been noted with alterations in the psychomotor, cognitive and behavioral domains, mainly in the cognitive domain with flame retardants and in the behavioral domain with phthalates and bisphenols. The associated effects are more frequent in boys, although girls are also concerned, particularly with bisphenols. The involvement of these substances in the prevalence of autism spectrum disorders (ASD) and attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD) remains uncertain. Experimental studies describe effects by pollutants on behavior and learning abilities. Disruption of thyroid hormone homeostasis is one hypothesis proposed to explain these pollutants’ effects, but interactions with other hormonal and neurotransmitter systems may also disrupt different neurodevelopmental processes, depending on sex. Exposure to these pollutants is associated with epigenetic changes in the expression of genes critical to brain development., L’exposition à des polluants présents à faibles concentrations dans les matériaux de la vie quotidienne (retardateurs de flamme, composés perfluorés, bisphénols, phtalates), considérés comme des perturbateurs endocriniens, a été associée à des perturbations du neurodéveloppement de l’enfant dans des études prospectives. La force de l’association varie selon les substances, les différents congénères et les métabolites. La période prénatale représente la période de vulnérabilité pendant laquelle les substances peuvent altérer la trajectoire développementale du cerveau. Des associations sont mises en évidence dans les études avec des altérations psychomotrices, cognitives et comportementales : principalement dans le domaine cognitif avec les retardateurs de flamme ; dans le domaine comportemental avec les phtalates et les bisphénols. Les effets associés aux expositions sont plus fréquents chez les garçons ; les filles sont concernées surtout avec les bisphénols. L’implication de ces substances dans la prévalence des troubles du spectre autistique (TSA) et du trouble déficit de l’attention/hyperactivité (TDAH) reste incertaine. Des effets sur le comportement et les capacités d’apprentissage sont décrits dans les études expérimentales. La modification de l’homéostasie des hormones thyroïdiennes est une des hypothèses pouvant expliquer les effets comme perturbateurs endocriniens mais des interactions avec d’autres systèmes hormonaux et de neurotransmission peuvent également perturber les différents processus neurodéveloppementaux selon le sexe. Des modifications épigénétiques de l’expression de gènes essentiels au développement du cerveau sont associées à l’exposition à ces polluants.

Le bisphénol A (BPA) est un composant chimique de synthèse que l’on retrouve notamment dans la fabrication de plastique et de résines. Grâce à ses caractéristiques, son champ d’utilisation s’est élargi à tel point qu’aujourd’hui, on considère que plus de 95% des hommes présentent du BPA dans leur organisme.Cependant, de nombreux chercheurs s’interrogent sur les différents effets néfastes que ce perturbateur endocrinien peut engendrer chez l’homme.

National audience; L’exposition de l’Homme aux micro- et nanoplastiques concerne, en premier lieu, les barrières naturelles du corps ou barrières biologiques comme les barrières intestinale et pulmonaire. Les objectifs du projet TRANSPLAST sont de : 1. Caractériser les effets de particules de micro- et nanoplastiques sur les transporteurs membranaires humains de type ABC et SLC reconnus comme étant impactés par les contaminants chimiques ; 2. Préciser les conséquences en terme de fonctionnement des barrières hépatique et intestinale ; 3. Définir les interactions potentielles des transporteurs membranaires avec des polluants chimiques associés aux micro- et nanoplastiques (ex. bisphénol A, pesticides organochlorés, retardateurs de flamme)

Plusieurs études épidémiologiques ont montré qu’une exposition aux pertubateurs endocriniens (PEs) pendant la grossesse pouvait entraîner chez l’enfant la survenue de problèmes comportementaux. Dans un autre domaine, les immunologistes ont montré que la présence de certaines cytokines dans le sang pouvait perturber le développement du cerveau pendant la vie utérine. Dans ce contexte, l’objectif du projet de recherche "PE-MEDIATEURS" était de déterminer si les effets délétères des PEs sur le neurodéveloppement et le comportement de l’enfant été médiés par certaines cytokines appelées pro-inflammatoires.

La période prénatale et les premières années de vie sont considérées comme des périodes critiques d’exposition, durant lesquelles le cerveau humain est potentiellement plus sensible ou plus réceptif à l’influence des facteurs environnementaux. Parmi ceux-ci, on évoque le stress, les maladies maternelles, la consommation de drogues ou d’alcool ainsi que l’exposition à des polluants chimiques, dont les phénols. Les objectifs du projet HyPAxE sont : 1/D’évaluer l’exposition prénatale, non pas à un seul phénol mais à douze d’entre eux , en association avec des troubles du neurodéveloppement, 2/D’explorer les mécanismes biologiques sous-jacents à ces effets et notamment le rôle du système hypothalamo-hypophysaire.

National audience; Remplacer le bisphénol A, perturbateur endocrinien dangereux pour la santé, par d'autres bisphénols n'est pas une bonne idée. Car ces substances ont des propriétés similaires. Un écueil que la réglementation devrait mieux prendre en compte.

Endocrine disruptors are defined as external substances to the organism which induce deleterious effects on that organism or on its offspring due to interferences on the endocrine system. Since July 2017, Bisphenol A (BPA) has been classified as an endocrine disruptor. It is widespread in our environment as it is widely used through manufacturing processes in various domains. It is also commonly used in the food industry. However, since a few years, there has been a debate as to its role in some pathologies such as diabetes and obesity. Experiments performed on animal models, supported by epidemiological studies, demonstrated that BPA levels in urine had a strong correlation with the development of onset of insulin resistance. We conclude that BPA is one factor, amongst several others, implicated in the onset of diabetes and obesity, Les perturbateurs endocriniens ont été définit comme des substances étrangères à l’organisme qui induisent des effets délétères sur cet organisme ou sur sa descendance en raison d’une altération de la fonction endocrine. Depuis Juillet 2017, le Bisphénol A ou BPA a été classé comme perturbateur endocrinien. Il est omniprésent dans notre environnement en effet on l’utilise dans beaucoup de procédé de fabrication et dans des domaines très variés. On le retrouve également beaucoup dans l’alimentation. Cependant, depuis quelques années, il fait l’objet de polémique quant à son implication dans certaines pathologies notamment le diabète et l’obésité. Des études expérimentales effectuées sur les animaux renforcées par des études épidémiologiques ont montré que le taux de BPA dans les urines était fortement lié au développement d’une insulino-résistance. En conclusion, le BPA, est un facteur parmi de nombreux autres, qui est impliqué dans le développement du diabète et de l’obésité.

Endocrine disruptors (EDs) are suspected to be involved in the development of neurodevelopmental disorders. To improve our understanding of their toxicity mechanisms in the immature brain and to identify biomarkers, organotypic cultures of brain sections from both sexes were treated for 5 days with two widespread EDs, bisphenol A (BPA) and mono (2-ethylhexyl) phthalate (MEHP). We show that Bdnf and Kcc2 expressions, analyzed by quantitative RT-PCR, are repressed by BPA (0.1 μM) in cultures derived from male mice only. This sexual dimorphism, already described in vivo, supports the validity of our model. In addition, MEHP (10 μM) modulates the expression of a pro-inflammatory cytokine and a myelination marker. The expression of Dnmt (DNA methyltransferases) is also disturbed, without any modification of methylation at the Bdnf locus. As molecular signatures of early exposures, epigenetic alterations may help understanding the delayed effects of EDs. Ultimately, this project could provide a suitable method for in vitro screening of various exposure conditions that would be a prerequisite for targeted in vivo toxicity studies, thus contributing to improved risk assessment related to EDs., Les perturbateurs endocriniens (PE) sont suspectés de contribuer à l’apparition de troubles neurodéveloppementaux. Afin d’améliorer la compréhension des mécanismes de toxicité des PE dans le cerveau immature et d'en identifier des biomarqueurs, des cultures organotypiques de sections cérébrales de souriceaux des deux sexes ont été traitées pendant 5 jours par deux PE répandus, le bisphénol A (BPA) et le mono (2- ethylhexyl)phtalate (MEHP). Nous montrons que l’expression de Bdnf et de Kcc2, analysée par RT-PCR quantitative, n’est réprimée par le BPA (0,1 μM) que dans les cultures issues de souriceaux mâles. Ce dimorphisme sexuel, déjà décrit in vivo, soutient la validité du modèle. Par ailleurs, le MEHP (10 μM) module l’expression d’une cytokine pro-inflammatoire et d’un marqueur de myélinisation. L’expression des Dnmt (DNA méthyltransférases) est également perturbée, mais sans modification de la méthylation du locus Bdnf. En tant que signatures moléculaires des expositions précoces, les altérations épigénétiques pourraient aider à comprendre les effets retardés des PE. A plus long terme, ce projet pourrait permettre d’établir une méthode adaptée au criblage in vitro de conditions d’exposition variées, en préalable à des études de toxicité in vivo ciblées, contribuant ainsi à améliorer l’évaluation du risque lié aux PE.

International audience; Des analyses de laboratoire ont été menées par l’INRS sur le papier thermique annoncé sans bisphénol A (BPA), bisphénols ou phénols pour améliorer la connaissance des composés utilisés comme révélateurs en remplacement du BPA. La recherche a porté sur les 17 composés cités comme candidats pour la substitution et a permis d’identifier les substances auxquelles les salarié(e)s seront susceptibles d’être exposé(e)s demain. L’étude fournit les éléments pour orienter les recommandations de l’INRS sur les conduites à tenir et les études toxicologiques complémentaires à envisager.

National audience; Le BPAF (substituant potentiel au BPA) est un bisphénol fluoré, principalement utilisé dans la synthèse des fluoroélastomères. Même si son utilisation est pour le moment, restreinte à certains matériaux utilisés en électronique, robotique et en aéronautique, sa présence dans notre environnement n’est pas négligeable ; il est régulièrement détecté dans l’eau, les poussières domestiques, les sédiments et les boues des stations d’épuration. Peu d’études ont été réalisées pour évaluer la toxicité du BPAF. Mais, son analogie structurale au BPA, sa persistance dans l’environnement et sa faible biodégradation justifient l’importance d’une étude sur la toxicité éventuelle du BPAF sur les cellules germinales femelles, déjà connues pour être extrêmement sensibles au BPA.

National audience; La définition des susbtances appelées à remplacer l’usage du BPA demeure extrêmement imprécise. Ceci est dû, en partie, au fait que l’innocuité de celles-ci est toujours incertaine, car ces molécules ont peu ou pas été documentées. Parmi la famille des bisphénols, le BADGE (bisphénol A diglycidyl éther) a été proposé comme potentiel substitut. Malgré son utilisation dans les résines époxy, dans les conserves ou les canettes, il n’existe pas d’étude qui ait mesuré spécifiquement les effets de ce composé chimique sur les gonades fœtales. Or, le BADGE pourrait avoir des effets semblables à ceux du BPA. Il est donc important de comparer ses effets à ceux connus du BPA, en particulier dans les gonades humaines.

Introduction: Endocrine disruptors are present ubiquitously in our environment and expose us to risks. Pregnant women and their fetus are obviously exposed to these substances. Endocrine disruptors can have a significant impact on the reproductive system and impair the future fertility of unborn children.Objective: To identify the effects of exposure to endocrine disruptors in utero on genital development.Materials and methods: A review of the literature was conducted on 3 databases (PubMed, ScienceDirect, EM Premium), using the following keywords "endocrine disruptor", "endocrine disruptors AND intrauterine exposure", "endocrine disrptor and infertility ». 26 items were selected.Results: Bisphenol A, Distilbene, phthalates, parabens and mild analgesics are the main incriminated substances. External genital malformations such as cryptorchidism, hypospadias in the male newborn, or reproductive disorders, endometriosis in the girl were found. In the end, it is the future fertility of these children that would seem to be disturbed.Conclusion: The suspected effects are considerable. The reproductive system seems to be very sensitive to these kinds of substances, especially at the time of its formation. However, it would be necessary to take stock of the self-medication of pregnant women with mild analgesics given their likely consequences.; Introduction : Les perturbateurs endocriniens sont présents de façon ubiquitaire dans notre environnement et nous exposent à des risques et ce depuis notre plus jeune âge. Les femmes enceintes ainsi que leurs fœtus sont bien évidemment exposés à ces substances. Les perturbateurs endocriniens peuvent entraîner des conséquences considérables sur l’appareil reproducteur et ainsi altérer la fertilité future des enfants à naître.Objectif : Identifier les effets de l’exposition aux perturbateurs endocriniens in utero sur le développement des organes génitaux.Matériels et méthode : Une revue de la littérature a été menée sur 3 bases de données (PubMed, ScienceDirect, EM Premium), en utilisant les mots-clés suivant « perturbateurs endocriniens », « perturbateurs endocriniens ET exposition intra-utérine », « perturbateurs endocriniens ET infertilité ». 26 articles ont été sélectionnés.Résultats : Le Bisphénol A, le Distilbène, les phtalates, les parabens et les analgésiques légers sont les substances principalement incriminées. Des malformations génitales externes tels que la cryptorchidie, l’hypospadias chez le nouveau-né masculin, ou encore des troubles de la reproduction, de l’endométriose ou des cancers chez la fille ont été retrouvés. Au final, c’est la fertilité future de ces enfants qui semblerait être perturbé.Conclusion : Les effets suspectés sont considérables. L’appareil reproducteur semble être très sensible à ce genre de substances, particulièrement au moment de sa formation. Cependant, il serait nécessaire de faire un point sur l’automédication des femmes enceintes par des analgésiques légers au vu de leurs probables conséquences.

Parmi les produits industriels qui interfèrent avec la fonction thyroïdienne, le bisphénol A (BPA) et les phtalates sont largement utilisés et suspectés de diminuer les taux de thyroxine et de triiodothyronine chez les humains et les animaux. L’objectif du projet SeasonDisruptor est d’utiliser un modèle de rongeur saisonnier, le hamster sibérien dont les fonctions reproductrices et métaboliques peuvent être activées ou inhibées en quelques semaines par une simple modulation de la durée du jour, comme nouveau modèle pour investiguer les effets physiologiques des perturbateurs endocriniens thyroïdiens, identifier leurs cibles cellulaires et caractériser leurs mécanismes d’action.

Le bisphénol A ou BPA est connu comme perturbateur endocrinien depuis les années 1990. On peut en retrouver dans beaucoup de nos matériaux de restaurations. Le but de cette thèse d'exercice sera, après avoir identifié les sources de BPA en médecine bucco-dentaire, d'effectuer une revue narrative qui permettra de mettre en évidence les risques pour nos patients et pour l'équipe du chirurgien-dentiste. Enfin, nous proposerons une fiche informative pour le praticien et/ou son équipe concernant les risques d'exposition ainsi qu'une procédure pour diminuer l'exposition des patients, ainsi qu'une fiche-conseil pour informer le patient.

Exposure to pollutants can affect for long human health. Some of these pollutants act as endocrine disruptors (ED) and are known to be at the origin of several chronic human diseases. Even if their role in cancer origin is difficult to estimate, some of them as Bisphenol A (BPA) have been classified as carcinogens.Tumor growth is often the consequence of complex mechanisms and interactions with their close microenvironment. And some of these interactions between cancer cells and their microenvironment can impact the tumor evolution. Among such interactions, gap junctions are the only ones able to establish a direct intercellular communication and they have been often associated with tumor growth either by their absence of the aberrant expression of their protein subunits, the connexins. And, indeed, in the case of cerebral tumors such as glioblastoma, the presence of a particular connexin, connexin43 (Cx43), seems to increase their invasive capacity.Taking into account this particular context, effects of the tumor microenvironment (astrocytes), exposure to BPA and its chlorinated derivatives as well as the role of Cx43 in invasive capacity of human glioblastoma cells have been studied by using in utero and in vitro approaches. To do so, for the in utero approach, the effects of BPA exposure and its chlorinated derivatives have been evaluated by daily injections in female mice (20μg/kg/jour) during gestation (E0 à E21) and lactation (J0 à J6) in different contexts of Cx43 expression by using WT or Cx43+/- mice. The in vitro effects of BPA and its chlorinated derivatives have been tested on human glioblastoma cells (U251 cell line) expressing different levels of Cx43 by shRNA.The results show that BPA and its chlorinated derivatives affect the expression of Cx43 and gap junctional intercellular communication (GJIC) but also the migration of U251 cells depending on the level of Cx43 expression. The in utero treatments also affect the expression of Cx43 in astrocytes and increase GJIC without acting on their migration. However, the treatments do not seem to act globally on the hemichannel activity of Cx43. Moreover, if BPA treatment increases migration, invasion and the number of invadopodia of U251 cells, the effect if more heterogeneous on cells whose Cx43 is diminished. For instance, on these cells, the 3D migration is decreased by the chlorinated derivatives whereas the 3D invasion is increased by BPA when the number of invadopodia is increased whatever the treatment is. Moreover, it is interesting to note that the medium from WT or Cx43+/- astrocytes seems to increase migration and invasion of U251 cells associated with a high number of invadopodia whatever the level of Cx43 expression is except for migration which is not modified when Cx43 expression is diminished. In conclusion, BPA and its chlorinated derivatives are able to affect expression and communicating function of Cx43. Moreover, those treatments as well as astrocytes seem to favor the migration and invasion capacities of U251 cells by augmenting the number of invadopodia depending on the level of Cx43 expression., L’exposition aux polluants peut durablement affecter la santé humaine. Parmi ces polluants, certains agissent comme perturbateurs endocriniens (PE) connus pour être à l’origine de diverses maladies chroniques. Bien que leur impact sur la survenue de cancers soit difficile à évaluer, certains d’entre eux, comme le Bisphénol A (BPA) sont classés parmi les cancérigènes.Le développement des tumeurs cancéreuses est souvent la conséquence de mécanismes et d’interactions complexes avec leur microenvironnement. Et certaines interactions potentielles entre les cellules cancéreuses et leur microenvironnement peuvent ainsi orienter l’évolution de la tumeur. Parmi celles-ci, les jonctions communicantes sont les seules permettant une communication directe entre les cellules et ont été souvent associées par leur absence ou par la présence aberrante de leur protéine de structure, les connexines, dans le développement des tumeurs solides. Ainsi, dans le cas des tumeurs cérébrales que sont les glioblastomes, la présence d’une connexine particulière, la connexine 43 (Cx43), semble favoriser leur forte capacité invasive.Prenant en compte ce contexte particulier, les effets du microenvironnement tumoral (astrocytes), de l’exposition au BPA et de ses dérivés chlorés ainsi que le rôle de la Cx43 dans la capacité invasive des cellules de glioblastome humains ont été étudiés par des approches in utero et in vitro. A cette fin, pour l’approche in utero, les effets d’une exposition au BPA et ses dérivés chlorés ont été évalués par injections quotidiennes dans des souris femelles (20μg/kg/jour) durant la gestation (E0 à E21) et la lactation (J0 à J6), et ce, dans des contextes différents d’expression de Cx43 par l’utilisation de souris WT ou Cx43+/-. Les effets in vitro du BPA et ses dérivés chlorés ont été testés sur des cellules de glioblastome humain (lignée U251) exprimant différents niveaux de Cx43 par shRNA. Les résultats montrent que le BPA et ses dérivés chlorés affectent l’expression de la Cx43 et la communication jonctionnelle mais aussi la migration des cellules U251 selon le niveau d’expression de la Cx43. Les traitements in utero affectent également l’expression de la Cx43 des astrocytes et augmentent la communication jonctionnelle sans effet notable sur la migration. Cependant, d’une manière générale, les traitements ne semblent pas agir sur la fonction hémicanal de la Cx43. Par ailleurs, si le BPA augmente la migration, l’invasion 3D et le nombre d’invadopodes des cellules U251, les effets sont plus hétérogènes sur les cellules dont l’expression de Cx43 est diminuée. Ainsi, sur ces cellules, la migration 3D est diminuée après traitement à des dérivés chlorés alors que l’invasion 3D augmente après traitement au BPA et que le nombre d’invadopodes est augmenté quelles que soient les conditions de traitement. De plus, l’ajout de milieu d’astrocytes WT ou Cx43+/- semble augmenter la capacité migratoire et invasive des cellules U251 avec une forte augmentation du nombre des invadopodes quelle que soit le niveau d’expression de la Cx43 sauf pour la migration, inchangée, lorsque l’expression de la Cx43 est diminuée.En conclusion, le BPA et ses dérivés chlorés sont capables d’affecter l’expression et la fonction communicante de la Cx43. De plus, ces traitements ainsi que les astrocytes semblent favoriser les capacités migratoire et invasive des cellules U251 en augmentant le nombre des invadopodes selon le niveau d’expression de la Cx43.

Le BPAF (substituant potentiel au BPA) est un bisphénol fluoré, principalement utilisé dans la synthèse des fluoroélastomères. Même si son utilisation est pour le moment, restreinte à certains matériaux utilisés en électronique, robotique et en aéronautique, sa présence dans notre environnement n’est pas négligeable ; il est régulièrement détecté dans l’eau, les poussières domestiques, les sédiments et les boues des stations d’épuration. Peu d’études ont été réalisées pour évaluer la toxicité du BPAF. Mais, son analogie structurale au BPA, sa persistance dans l’environnement et sa faible biodégradation justifient l’importance d’une étude sur la toxicité éventuelle du BPAF sur les cellules germinales femelles, déjà connues pour être extrêmement sensibles au BPA.

Bisphenol A (BPA) has been described for several years by scientists as an endocrine disruptor. This has consequences for general health as well as for oral health, particularly as regards the pathology of MIH: Molar incisor hypomineralisation. As a result, dentists are increasingly confronted with this pathology and must adapt their clinical practice by emphasizing prevention in the first place. It is essential for these practitioners to be able to perform an early diagnosis of this pathology in order to avoid or limit its aggravation., Le Bisphénol A (BPA) est décrit depuis plusieurs années par les scientifiques comme perturbateur endocrinien. Il en découle des conséquences sur la santé générale ainsi que sur la santé bucco-dentaire notamment en ce qui concerne la pathologie du MIH : Molar incisor hypomineralisation. De ce fait, les chirurgiens-dentistes sont de plus en plus confrontés à cette pathologie et doivent adapter leur pratique clinique en mettant en avant la prévention en premier lieu. Il est essentiel pour ces praticiens de pouvoir réaliser un diagnostic précoce de cette pathologie afin d’éviter ou de limiter son aggravation.

Contexte : La substitution du BPA par d’autres substances n’exclut pas des effets potentiels sur la santé humaine. Le but de cette étude est de comparer l’intérêt économique des substituts du BPA dans le papier thermique, en termes de coûts sanitaires. Méthodes : La méthode IPRA (Integrated Probabilistic Risk Assessment) permet d’estimer, à partir de données toxicologiques, la part de la population exposée au BPA, aux substituts via les tickets de caisse. Lorsque des données toxicologiques manquaient, afin d’estimer le potentiel de perturbation endocrinienne associé aux substances d’intérêt et leur capacité à traverser la barrière cutanée nous avons conduit une simulation d’amarrage moléculaire sur plusieurs récepteurs nucléaires (Endocrine disruptome) et appliqué un modèle QSPR prédisant les coefficients de perméabilité cutanée (modèle de Potts and Guy). Résultats et discussion : La population affectée a été estimée pour plusieurs effets du BPA: 1. pour la glande mammaire, elle est de 62,72% (modifications des bourgeons terminaux) et 15,5% (modifications des canaux terminaux) ; 2. 0% pour l’endométriose ; 3. 9,65% pour la prise de poids et 4. 16,98% pour une augmentation du taux de cholestérol, dans le cas des caissières. Concernant les consommatrices, elles sont de 11,39% et 0,83 % pour la glande mammaire, 0% pour l’endométriose, 0,45% pour une prise de poids et 0,96% pour le taux de cholestérol. Pour le Bisphénol S et le Bisphénol F, elles sont estimées à 0% pour les effets endocriniens. Les coûts associés vont de €66 millions pour le cholestérol à €69 milliards pour le cancer du sein. Quant aux autres substituts du BPA, selon les résultats de simulation d’amarrage moléculaire et les prédictions QSPR, il apparait que le BPA est associé aux potentiels de perturbation endocrinienne et passage transdermique les plus élevés. En revanche le Pergafast® serait associé avec un faible potentiel de perturbation endocrinienne et une diffusion transdermique plus lente.

Le bisphénol A (BPA) est un composé très largement utilisé dans l’industrie du plastique. Pourtant, son rôle de perturbateur endocrinien reconnu soulève la question du risque lié à l’exposition prénatale. Dans notre étude toxicocinétique, nous avons utilisé le modèle du fœtus ovin pour évaluer l’exposition fœtale au BPA et à son principal métabolite, le BPA-glucuronide (BPAG). Nous avons ainsi pu montrer que 70 % de la quantité de BPA qui entre dans la circulation fœtale est rapidement éliminée avec une demi-vie très courte (20 minutes) via la clairance placentaire fœto-maternelle, le reste du BPA (30 %) étant glucuronoconjugué par le fœtus. Nous avons également montré que l’hydrolyse du BPAG piégé dans le compartiment fœtal augmente de 43 % l’exposition fœtale au BPA, ce qui signifie que même si le BPAG est inactif par lui-même, il constitue un déterminant de l’exposition fœtale au BPA.

The development of obesity and breast cancer is influenced by exposure to environmental pollutants. These pollutants interfere with the normal body function causing changes in cells behavior. They can act each alone or as a cocktail. In this context, we have chosen three pollutants in our project : bisphenol A (endocrin disruptor), glyphosate (herbicide), okadaic acid (marin toxine). We have studied their effect of alone or in combination in cellular models : human breast cancer cells MCF7 and MDA-MB 231, human mammary epithelial cells HME1 and human preadipocytes HWP. In the first part, we have studied the effect of pollutants on cells viability. 2D electrophoresis coupled to MS/MALDI-TOF, measurement of proteins phosphatase activity were conducted to understand pollutants action mechanism on cells viability. In the following part we detected and quantified pollutants in culture medium to determine their pathway of action : extra or intra cellular. Finally, we studied the effect of pollutants on adipocytes life cycle and lipogenesis. Also, effect of secretome from HWP (+/- pollutants) on cancer cells viability was studied.; L’apparition de l’obésité et du cancer du sein est influencée par l’exposition aux polluants environnementaux. Ces polluants interfèrent avec le fonctionnement normal de l’organisme causant des modifications dans le comportement cellulaire. Ils peuvent agir chacun seul ou sous forme de cocktail. Dans ce contexte, nous avons choisi trois polluants dans notre projet : le bisphénol A (perturbateur endocrinien), le glyphosate (désherbant) et l’acide okadaïque (toxine marine). Nous avons étudié leur effet seul ou en cocktail sur les cellules de cancer du sein MCF7 et MDA-MB231, les cellules épithéliale mammaire humaine HME1 et les préadipocytes humain HWP. Dans une première partie, nous avons étudié leur effet sur la viabilité cellulaire. L’électrophorèse 2D couplée à MS/MALDI-TOF, le dosage de l’activité des protéines phosphatases ont été menés pour comprendre le mécanisme d’action des polluants sur la viabilité cellulaire. La partie suivante a porté sur la détection et la quantification des polluants dans le milieu de culture afin de déterminer leur voie d’action : extra ou intra cellulaire. Finalement, nous avons étudié l’effet des polluants sur le cycle de vie des adipocytes et la lipogenèse. Également, l’effet de sécrétome des HWP (+/-polluants) sur la viabilité cellulaire des cellules cancéreuses a été étudié.

Prenatal exposure to bisphenol A (BPA) is suspected to induce adverse effects later in life. In this context, the goal of this thesis was to evaluate the human fetal exposure to BPA. Using a pharmacokinetic (PK) approach, we showed that BPA glucuronide (BPAG), the main metabolite of BPA that remains trapped in the fetal compartment, is slowly eliminated through its back conversion into BPA. A humanized PK model developed from these data predicted steady BPAG fetal plasma concentrations of 40ng/L in late pregnancy, i.e. about 1000 folds higher than corresponding BPA concentrations. A proteomic analysis of fetal tissues has shown that equimolar BPAG or BPA fetal exposures trigger similar physiological shifts in the ovine model, suggesting that BPAG hydrolysis might expose fetal tissues to BPA at levels of functional significance. It is concluded that BPAG levels in human cord blood are relevant indicators of fetal exposure to BPA during late pregnancy and should be taken into account for risk assessment; L’exposition au bisphénol A (BPA) au cours du développement fœtal est suspectée d’être impliquée dans l’initiation d’effets biologiques. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est d’évaluer l’exposition humaine fœtale au BPA. Une étude pharmacocinétique (PK) réalisée sur le modèle du fœtus ovin a montré que le BPA glucuronide (BPAG), métabolite majeur du BPA piégé dans le compartiment fœtal, est lentement éliminé via sa réactivation en BPA. A partir de ces données PK, le développement d’un modèle PK humanisé a permis de prédire des concentrations plasmatiques fœtales de BPAG maintenues autour de 40ng/L chez le fœtus humain en fin de grossesse, soit environ 1000 fois supérieures aux concentrations en BPA correspondantes. Une analyse protéomique de tissus fœtaux ovins a montré qu’une même dose molaire de BPAG ou de BPA affecte des voies physiologiques similaires, suggérant que l’hydrolyse du BPAG pourrait exposer les tissus à des concentrations en BPA compatibles avec l’expression d’un effet biologique. L’ensemble de ces résultats indique que les concentrations de BPAG dans le sang de cordon constituent un marqueur pertinent de l’exposition fœtale au BPA et qu’elles doivent être prises en compte dans l’évaluation du risque

L’exposition au bisphénol A (BPA) se fait essentiellement par la consommation de nourriture contaminée au contact de polycarbonates et de résines. Elle concerne, dans les pays industrialisés, la majeure partie de la population ; cette substance a été détectée dans 95% des échantillons d’urine analysés et retrouvée dans le liquide amniotique, le plasma fœtal et maternel, le placenta et le lait maternel. Cette ubiquité suggère que le BPA peut affecter la santé humaine.

Plusieurs études se sont intéressées à l'effet possible des polychlorobiphényles (PCB) et des pesticides organochlorés. Une association entre exposition et survenue d’un cancer n’a pas été confirmée, mais le rôle des expositions survenant à certaines périodes clés de la vie et les interactions avec des facteurs de susceptibilité génétique restent très largement inexplorés. Le projet "CECILE-P/E " financé par le PNR EST en 2011 se focalise sur le rôle d'autres composés plus rarement étudiés incluant des dioxines et furanes, qui sont aussi des composés organochlorés persistants.

Analyse métabolomique LC-HRMS de foies de ratons exposés in-utero au Bisphénol A. 10. Journées scientifiques du Réseau Francophone de Métabolomique et Fluxomique RFMF 2016

L'exposition aux mélanges de contaminants (environnementaux, alimentaires ou thérapeutiques) soulève de nombreuses interrogations et inquiétudes vis-à-vis des probabilités d'interactions toxicocinétiques et toxicodynamiques. Une telle coexposition peut influencer le mode d’action des composants du cocktail et donc de leur toxicité, suite à un accroissement de leurs concentrations internes. Le bisphénol A (4 dihydroxy-2,2-diphenylpropane) est un contaminant chimique répandu de manière ubiquitaire dans notre environnement, largement utilisé dans la fabrication des plastiques avec l’un des plus grands volumes de production à l’échelle mondiale. Il est un perturbateur endocrinien par excellence de type œstrogèno-mimétique. Cette molécule est biotransformée en métabolites non toxiques par un processus de glucuronidation. L'exposition concomitante à plusieurs xénobiotiques peut induire à la baisse le taux de glucuronidation du polluant chimique d'intérêt, entre autres la co-exposition avec des médicaments. Puisque la consommation de produits thérapeutiques est un phénomène grandissant dans la population, la possibilité d’une exposition simultanée est d’autant plus grande et forte. Sachant que l'inhibition métabolique est le mécanisme d'interaction le plus plausible pouvant aboutir à une hausse des niveaux internes ainsi qu’à une modulation de la toxicité prévue, la présente étude visait d'abord à confirmer et caractériser ce type d'interactions métaboliques entre le bisphénol A et le naproxène, qui est un anti-inflammatoire non stéroïdiennes (AINS), sur l'ensemble d'un organe intact en utilisant le système de foie de rat isolé et perfusé (IPRL). Elle visait ensuite à déterminer la cinétique enzymatique de chacune de ces deux substances, seule puis en mélange binaire. Dans un second temps, nous avons évalué aussi l’influence de la présence d'albumine sur la cinétique métabolique et le comportement de ces deux substances étudiées en suivant le même modèle de perfusion in vivo au niveau du foie de rat. Les constantes métaboliques ont été déterminées par régression non linéaire. Les métabolismes du BPA et du NAP seuls ont montré une cinétique saturable avec une vélocité maximale (Vmax) de 8.9 nmol/min/ mg prot de foie et une constante d'affinité de l'enzyme pour le substrat (Km) de 51.6 μM pour le BPA et de 3 nmol/min/mg prot de foie et 149.2 μM pour le NAP. L'analyse des expositions combinées suggère une inhibition compétitive partielle du métabolisme du BPA par le NAP avec une valeur de Ki estimée à 0.3542 μM. Les résultats obtenus montrent que l’analyse de risque pour les polluants environnementaux doit donc prendre en considération la consommation des produits pharmaceutiques comme facteur pouvant accroitre le niveau interne lors d’une exposition donnée. Ces données in vivo sur les interactions métaboliques pourraient être intégrées dans un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) pour prédire les conséquences toxicococinétique (TK) de l'exposition d'un individu à ces mélanges chimiques., Exposure to mixtures of contaminants (environmental, alimentary or therapeutic) poses many questions and concerns about the probability of toxicokinetic and toxicodynamic interactions. Such co-exposure may influence the mode of action of the cocktail of components and therefore their toxicity, as a result of an increase of their internal concentrations. Bisphenol A (2,2-dihydroxy-4 diphenylpropane) is a ubiquitous chemical contaminant in our environment, widely used in the manufacture of plastics, with one of the largest production volumes globally. It is an endocrine disruptor of oestrogen-mimetic type. This molecule is metabolized into non-toxic metabolites by glucuronidation process. Several factors including the co-exposure to other xenobiotics may reduce the glucuronidation rate of the chemical pollutant of interest, such as a co-exposure with drugs. Given that the consumption of therapeutic products is a growing phenomenon in the population, simultaneous exposures of pollutants with medicinal drugs are becoming a concern for health risk assessment. Knowing that metabolic inhibition is the most plausible mechanism of interaction that could result in an increase of the internal levels and a modulation of the expected toxicity, the present study aimed at confirming and characterizing this type of metabolic interactions between bisphenol A and naproxen, which is a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID), on the set of an intact organ using isolated and perfused rat liver system (IPRL). The study also served to determine the enzyme kinetics metabolism of each substance alone and in binary mixture. In a second step, we also evaluated the influence of the presence of albumin on the metabolic kinetics and behavior of the two substances studied using the same in vivo perfusion model of rat liver. Metabolic constants were determined by nonlinear regression. The metabolism of BPA and NAP alone demonstrated saturable kinetics with maximal velocity (Vmax) and affinity constant (Km) equal to 8.9 nmol/min/mg prot liver and 51.6 μM for BPA, and 3 nmol/min/mg prot liver and 149.2 μM for NAP. The analysis of combined exposures suggests a partial competitive inhibition of BPA metabolism by NAP with a Ki value estimated at 0.3542 µM. From these results, it appears that the risk assessment of environmental pollutants must therefore consider the consumption of pharmaceutical products as an important agent that can increase the internal levels for a given exposure. Accordingly, these in vivo data on metabolic interactions can be incorporated into a physiologically based pharmacokinetic models (PBPK) to predict the toxicokinetic consequences (TK) of the exposure by an individual to these chemical mixtures.

National audience

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