Thesis, COLLÉGIALITÉ

Abstract

Les particules fines (PM), ou plus particulièrement les particules émises par les moteurs diesel (DEP) font partie des polluants atmosphériques les plus toxiques que nous respirons au quotidien. Les émissions de diesel sont un mélange fort hétérogène. Après que certains de ces constituants aient été classés comme cancérigènes, les gaz d'échappement des moteurs diesel, dans leur ensemble, ont été également reconnus cancérigènes en 2012. Les particules de diesel induisent majoritairement des atteintes cardiovasculaires et pulmonaires, comme le cancer du poumon, mais une fois dans la circulation sanguine, elles peuvent aussi induire des atteintes systémiques. Les mécanismes physiopathologiques impliqués sont l'inflammation, le stress oxydatif et la production d'espèces réactives de l'oxygène ainsi que des dommages de l'ADN. Ces mécanismes sont connus pour être pro cancérigène. De plus, dans la littérature, le DEP est impliqué dans la plupart des "Hallmarks" autant dans l'induction que dans la progression du cancer. En Belgique, environ 4 000 cancers du poumon sur 100 000 sont attribuables aux particules fines. L'adénocarcinome pulmonaire est un cancer pulmonaire non à petites cellules traité, entre autres, par chimiothérapie, comme le cisplatine, mais divers mécanismes de résistance peuvent être développés par les cellules tumorales. De nombreuses études épidémiologiques et expérimentales ont démontré un lien entre l'exposition aux particules fines et l'augmentation de la mortalité due au cancer du poumon. Toutefois, il y a peu de données concernant l'impact des particules fines sur le développement d'une résistance au cisplatine. L’objectif de ce mémoire est d’étudier l’impact de l’exposition à long terme et de façon aiguë de cellules cancéreuses à des particules de diesel sur leur réponse à la chimiothérapie à base de cisplatine. L’hypothèse soutient que les cellules cancéreuses pulmonaires exposées à long terme aux particules de diesel sont plus résistantes au traitement à base de cisplatine. Une première expérience in vitro, par "MTT Assay", analyse la viabilité des cellules d'adénocarcinomes A549 en présence de cisplatine. Elle révèle que la viabilité des cellules préalablement exposées de façon chronique aux DEP, est supérieure à celle des cellules non exposées. Une deuxième expérience, l'"Incucyte", confirme que les cellules exposées à long terme aux particules de diesel sont non seulement plus résistantes au cisplatine mais également qu’elles ont un potentiel initial de prolifération plus important. Différents Western Blot ciblant les protéines intervenant dans la prolifération, le stress oxydatif et la résistance au cisplatine ont été réalisés afin d'explorer les différentes voies de signalisations intracellulaires impliquées. Une diminution de l'activation de la protéine Akt a été observée lors d'une exposition aigue aux DEP. Ce mémoire suggère que l’exposition chronique aux DEP entraîne une progression accélérée de l’adénocarcinome pulmonaire. En revanche, il n’a pas pu mettre en avant un mécanisme particulier de la résistance au cisplatine.

Particulate matter (PM), or more specifically particles emitted by diesel engines (DEP) are among the most toxic air pollutants we breathe in every day. Diesel emissions are a highly heterogeneous mix. After some of these constituents were classified as carcinogenic, diesel exhaust gases as a whole were also recognized as carcinogenic in 2012. Diesel particles mainly induce cardiovascular and pulmonary damage, such as lung cancer, but once in the bloodstream, they can also induce systemic damage. The pathophysiological mechanisms involved are inflammation, oxidative stress and the production of reactive oxygen species as well as DNA damage. These mechanisms are known to be pro carcinogenic. Moreover, in the literature, DEP is involved in most "Hallmarks" of both cancer induction and progression. In Belgium, about 4,000 out of 100,000 lung cancers are attributable to fine particles. Pulmonary adenocarcinoma is a non-small cell lung cancer treated, among other things, by chemotherapy, such as cisplatin, but various resistance mechanisms can be developed by tumor cells. Numerous epidemiological and experimental studies have demonstrated a link between exposure to fine particles and increased mortality from lung cancer. However, there is little data on the impact of fine particles on the development of cisplatin resistance. The aim of this master thesis is to study the impact of long-term and acute exposure of cancer cells to diesel particles on their response to cisplatin-based chemotherapy. The hypothesis holds that lung cancer cells with long-term exposure to diesel particles are more resistant to cisplatin-based treatment. A first in vitro experiment, by "MTT Assay", analyzes the viability of A549 adenocarcinoma cells in the presence of cisplatin. It reveals that the viability of cells previously chronically exposed to DEP is higher than that of unexposed cells. A second experiment, the "Incucyte", confirms that cells exposed to diesel particles in the long term are not only more resistant to cisplatin but also have a higher initial proliferation potential. Various Western Blots targeting proteins involved in proliferation, oxidative stress and cisplatin resistance were performed to explore the different intracellular signaling pathways involved. A decrease in the activation of the Akt protein was observed during acute exposure to DEP. This master thesis suggests that chronic exposure to DEP leads to accelerated progression of lung adenocarcinoma. However, it was unable to identify a specific mechanism of cisplatin resistance.