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Comparative study of diesel and biodiesel exhausts on lung oxidative stress and genotoxicity in rats

Authors :
Olivier Fardel
Pierre Gosset
Sylvain Billet
Cécile Corbière
Valérie Lecureur
Thierry Douki
François Sichel
Veronika Keravec
Cathy Vendeville
Didier Pottier
Ivannah Pottier
Christelle Monteil
Perrine J. Martin
Silvestre Moreira-Rebelo
David Preterre
Yann Landkocz
Frédéric Dionnet
Véronique André
Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST )
SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)
Aliments Bioprocédés Toxicologie Environnements (ABTE)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Unité de Chimie Environnementale et Interactions sur le Vivant (UCEIV)
Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)
Institut de recherche en santé, environnement et travail (Irset)
Université d'Angers (UA)-Université de Rennes (UR)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )
Centre d'Etude et de Recherche Technologique en Aérothermique et Moteurs [Saint Etienne du Rouvray] (CERTAM)
CHU Pontchaillou [Rennes]
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Centre Régional de Lutte contre le Cancer François Baclesse [Caen] (UNICANCER/CRLC)
Normandie Université (NU)-UNICANCER-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)
ENV201207, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale
François Baclesse center
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
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Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université d'Angers (UA)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )
UNICANCER-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Normandie Université (NU)
Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant (UCEIV)
Université du Littoral Côte d'Opale
Centre d'Etude et de Recherche Technologique en Aérothermique et Moteurs
Centre Régional de Lutte contre le Cancer François Baclesse (CRLC François Baclesse )
Normandie Université (NU)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)
Source :
Environmental Pollution, Environmental Pollution, 2018, 235, pp.514-524. ⟨10.1016/j.envpol.2017.12.077⟩, Environmental Pollution, Elsevier, 2018, 235, pp.514-524. ⟨10.1016/j.envpol.2017.12.077⟩
Publication Year :
2017

Abstract

The contribution of diesel exhaust to atmospheric pollution is a major concern for public health, especially in terms of occurrence of lung cancers. The present study aimed at addressing the toxic effects of a repeated exposure to these emissions in an animal study performed under strictly controlled conditions. Rats were repeatedly exposed to the exhaust of diesel engine. Parameters such as the presence of a particle filter or the use of gasoil containing rapeseed methyl ester were investigated. Various biological parameters were monitored in the lungs to assess the toxic and genotoxic effects of the exposure. First, a transcriptomic analysis showed that some pathways related to DNA repair and cell cycle were affected to a limited extent by diesel but even less by biodiesel. In agreement with occurrence of a limited genotoxic stress in the lungs of diesel-exposed animals, small induction of γ-H2AX and acrolein adducts was observed but not of bulky adducts and 8-oxodGuo. Unexpected results were obtained in the study of the effect of the particle filter. Indeed, exhausts collected downstream of the particle filter led to a slightly higher induction of a series of genes than those collected upstream. This result was in agreement with the formation of acrolein adducts and γH2AX. On the contrary, induction of oxidative stress remained very limited since only SOD was found to be induced and only when rats were exposed to biodiesel exhaust collected upstream of the particle filter. Parameters related to telomeres were identical in all groups. In summary, our results point to a limited accumulation of damage in lungs following repeated exposure to diesel exhausts when modern engines and relevant fuels are used. Yet, a few significant effects are still observed, mostly after the particle filter, suggesting a remaining toxicity associated with the gaseous or nano-particular phases.

Details

ISSN :
18736424 and 02697491
Volume :
235
Database :
OpenAIRE
Journal :
Environmental pollution (Barking, Essex : 1987)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6a230c32e4cef38c3262ade6d58fe4c7
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.12.077⟩