Une nouvelle étude montre que l’exposition aux particules ultrafines provenant du trafic modifie l’expression de nombreux gènes dans les cellules de la muqueuse olfactive humaine. L’étude, dirigée par l’Université de Finlande orientale, est la première à combiner une analyse des émissions de divers carburants diesel et systèmes de post-traitement des gaz d’échappement avec une enquête sur leurs effets dans un modèle cellulaire de la muqueuse olfactive d’origine humaine. Les résultats ont été publiés dans Science de l’ensemble de l’environnement.
Les émissions de particules provenant du transport routier sont réglementées dans l’UE depuis des décennies, mais les émissions de particules ultrafines d’un diamètre inférieur à 100 nanomètres ne sont pas encore surveillées ni restreintes.
La muqueuse olfactive humaine est un tissu directement exposé à l’environnement et en contact direct avec le cerveau.
« Il a été démontré que le système olfactif atténue les effets des polluants environnementaux sur le cerveau, contribuant ainsi à la pathogenèse des maladies cérébrales. Cependant, les voies de signalisation exactes par lesquelles les effets sont médiés sont encore inconnues », explique Laura Mussalo, première auteure et doctorante du laboratoire Kanninen de l’Université de Finlande orientale.
L’étude a examiné les changements au niveau moléculaire qui se produisent dans les cellules de la muqueuse olfactive humaine lorsqu’elles sont exposées à diverses émissions du trafic. Les chercheurs ont examiné les effets des émissions sur l’expression des gènes, c’est-à-dire quels types de changements provoquent les émissions et quels mécanismes elles activent. Les chercheurs ont également examiné si les carburants diesel fossiles et renouvelables avaient des impacts différents et comment les dispositifs de post-traitement modernes tels que les filtres à particules affectaient les émissions.
Les cellules de la muqueuse olfactive utilisées dans l’étude ont été obtenues auprès de donneurs volontaires et collectées en collaboration avec l’hôpital universitaire de Kuopio. L’étude multidisciplinaire combinait médecine clinique, recherche génétique, biologie moléculaire, toxicologie environnementale et physique des aérosols.
Effets sur la réponse inflammatoire et le métabolisme xénobiotique
Les échantillons de particules utilisés dans les études d’exposition ont été collectés par le Centre de recherche technique VTT en Finlande et analysés et caractérisés par VTT et l’Université de Tampere. Des échantillons ont été prélevés dans les gaz d’échappement d’un véhicule lourd alimenté au diesel paraffinique renouvelable et au diesel fossile ordinaire. Le troisième échantillon était une combinaison de la même technologie de moteur diesel renouvelable et plus propre qui répondait à la norme Euro 6d-temp.
Toutes les émissions contenaient des particules ultrafines. De plus, les émissions du diesel renouvelable et fossile contenaient une quantité importante d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de composés azotés réactifs. Cependant, le diesel renouvelable combiné à une technologie de moteur plus propre a produit de très faibles émissions.
L’exposition à des particules ultrafines a modifié la fonction des cellules de la muqueuse olfactive humaine, et différents carburants et moteurs ont provoqué différents effets indésirables. En outre, l’analyse au niveau moléculaire a révélé des perturbations dans d’innombrables systèmes régulant la fonction cellulaire. L’exposition aux émissions du diesel renouvelable et fossile a considérablement modifié l’expression des gènes associés aux réponses inflammatoires, au métabolisme xénobiotique, à la signalisation olfactive et à l’intégrité de la muqueuse olfactive. Cependant, le diesel renouvelable a eu moins d’impacts négatifs que le diesel fossile. Les émissions du diesel renouvelable alimenté par une technologie de moteur plus propre ont entraîné des changements négligeables dans le fonctionnement des cellules, démontrant l’efficacité des dispositifs de post-traitement du moteur.
Les résultats soutiennent des études antérieures suggérant que les HAP peuvent perturber la réponse inflammatoire et le métabolisme xénobiotique dans les cellules de la muqueuse olfactive humaine et que les particules ultrafines peuvent avoir des effets délétères sur le cerveau via la voie olfactive. L’étude fournit des informations importantes sur les effets nocifs des particules ultrafines dans un modèle cellulaire de la muqueuse olfactive d’origine humaine et fournit une base pour d’éventuelles mesures visant à atténuer et à prévenir les risques toxicologiques.
L’étude fait partie du projet TUBE, financé par le programme Horizon 2020 de l’Union européenne. L’étude a également été soutenue par la Fondation respiratoire de la région de Kuopio, la Fondation finlandaise du cerveau, la Fondation Yrjö Jahnsson et la Fondation Päivikki et Sakari Sohlberg.