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Ultrafine Particles Issued from Gasoline-Fuels and Biofuel Surrogates Combustion: A Comparative Study of the Physicochemical and In Vitro Toxicological Effects

Authors :
Ana Teresa Juárez-Facio
Tiphaine Rogez-Florent
Clémence Méausoone
Clément Castilla
Mélanie Mignot
Christine Devouge-Boyer
Hélène Lavanant
Carlos Afonso
Christophe Morin
Nadine Merlet-Machour
Laurence Chevalier
François-Xavier Ouf
Cécile Corbière
Jérôme Yon
Jean-Marie Vaugeois
Christelle Monteil
Aliments Bioprocédés Toxicologie Environnements (ABTE)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)
Chimie Organique et Bioorganique : Réactivité et Analyse (COBRA)
Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Groupe de physique des matériaux (GPM)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de physique et de métrologie des aérosols (IRSN/PSN-RES/SCA/LPMA)
Service du Confinement et de l'Aérodispersion des polluants (IRSN/PSN-RES/SCA)
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)-Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)
Complexe de recherche interprofessionnel en aérothermochimie (CORIA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Toxics, Toxics, 2023, 11 (1), pp.21. ⟨10.3390/toxics11010021⟩, Toxics; Volume 11; Issue 1; Pages: 21
Publication Year :
2022
Publisher :
MDPI AG, 2022.

Abstract

International audience; Gasoline emissions contain high levels of pollutants, including particulate matter (PM), which are associated with several health outcomes. Moreover, due to the depletion of fossil fuels, biofuels represent an attractive alternative, particularly second-generation biofuels (B2G) derived from lignocellulosic biomass. Unfortunately, compared to the abundant literature on diesel and gasoline emissions, relatively few studies are devoted to alternative fuels and their health effects. This study aimed to compare the adverse effects of gasoline and B2G emissions on human bronchial epithelial cells. We characterized the emissions generated by propane combustion (CAST1), gasoline Surrogate, and B2G consisting of Surrogate blended with anisole (10%) (S+10A) or ethanol (10%) (S+10E). To study the cellular effects, BEAS-2B cells were cultured at air-liquid interface for seven days and exposed to different emissions. Cell viability, oxidative stress, inflammation, and xenobiotic metabolism were measured. mRNA expression analysis was significantly modified by the Surrogate S+10A and S+10E emissions, especially CYP1A1 and CYP1B1. Inflammation markers, IL-6 and IL-8, were mainly downregulated doubtless due to the PAHs content on PM. Overall, these results demonstrated that ultrafine particles generated from biofuels Surrogates had a toxic effect at least similar to that observed with a gasoline substitute (Surrogate), involving probably different toxicity pathways.

Details

ISSN :
23056304
Volume :
11
Database :
OpenAIRE
Journal :
Toxics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....9bddc009f6e6824aec0aacdc4d74dde5