Quand le spray d'imprégnation atteint vos poumons ...

« Quand le spray d'imprégnation atteint vos poumons », source BfR 03/2020 du 21 janvier 2020.

Conclusion du workshop « NANOaers »: Une équipe internationale de scientifiques a été impliquée dans ce projet de recherche, étudiant la réaction des cellules des voies respiratoires aux minuscules particules en suspension dans l'air.

Que se passe-t-il si du spray d'imprégnation contenant de minuscules particules (nanoparticules) pénètrent dans vos poumons?

Est-ce que cela déclenche une inflammation dans vos poumons ou endommage même votre tissu pulmonaire?

Ce sont des questions clés qui ont été traitées au cours des trois dernières années par des experts d'Allemagne, d'autres pays européens et des États-Unis dans le cadre du projet de recherche international « NANOaers », dirigé par l'Institut fédéral allemand pour l'évaluation des risques (BfR).

Les résultats des analyses sur les aérosols libérés par les pulvérisations d'imprégnation ont été présentés lors de la clôture du wokshop sur le projet, qui s'est tenu les 21 et 22 janvier 2020.

Un gaz transporte des particules (solides ou liquides) en suspension dans un aérosol. Les expériences impliquant des nanoparticules d'oxyde d'argent ou de cérium ont montré que ce ne sont pas seulement les propriétés des particules, telles que leur taille, qui influencent l'impact sur le tissu pulmonaire. Les solvants et additifs contenus dans ces sprays modifient également la façon dont les aérosols réagissent avec les cellules pulmonaires. Les additifs sont des substances qui stabilisent les solutions et augmentent les propriétés anti-salissures des sprays d'imprégnation.

Les produits nanospray sont constitués de mélanges particules-liquides, qui sont convertis en aérosols lorsqu'ils sont pulvérisés. Composés de minuscules gouttelettes de particules de liquide en suspension dans l'air, ces produits peuvent pénétrer profondément dans les poumons lors de l'inhalation.

La partie centrale du projet de recherche NANOaers consistait à étudier les interactions entre les divers éléments contenus dans les nanosprays, tels que les solvants et les additifs, et les nanoparticules qui y sont contenues, ainsi que les conséquences biologiques qui en résultent. Une méthode a également été mise au point afin de décrire, de manière aussi réaliste que possible, l'impact des aérosols pulvérisés à partir de bombes aérosol sur les voies respiratoires et les cellules.

Au cours de leurs expériences, les chercheurs ont combiné une chambre de pulvérisation développée en interne avec d'autres équipements permettant une analyse physique des aérosols et des analyses de toxicité avec des cultures cellulaires. Cet arrangement comprenait des outils de mesure physiques pour examiner les aérosols d'une part, et une interface air-liquide, un appareil dans lequel les cellules pulmonaires humaines entrent en contact avec les aérosols, d'autre part. Des aérosols constitués de la composition souhaitée de particules, de solvants et d'additifs ont été créés dans la chambre de pulvérisation. Cela a permis aux scientifiques impliqués d'analyser l'impact des composants individuels de manière ciblée, en faisant comme s'ils provenaient d'une bombe aérosol commerciale.

L'aérosol ainsi généré a ensuite été transféré dans la chambre d'analyse pour être analysé. La taille et le volume des particules y ont été mesurés. Une partie du courant d'aérosol s'est formée sur la culture cellulaire en même temps et a réagi avec les cellules pulmonaires humaines. Enfin, la mesure dans laquelle les cellules ont absorbé les particules et les conséquences associées d'une telle absorption ont été examinées. Ce faisant, les signes d'inflammation et leur capacité de survie ont été analyseés.

Les analyses impliquant des nanoparticules d'oxyde d'argent ou de cérium ont montré que seule une partie des aérosols de la chambre de pulvérisation s'établissait sur les cellules. La question de la taille de cette portion dépend de la composition de la solution de nanospray, c'est-à-dire des solvants respectifs et des additifs contenus.

Cependant, la méthode de pulvérisation impliquée joue également un rôle ici. Un petit nombre de brèves pulvérisations signifiait un taux d'absorption inférieur par les cellules. De plus, la distance de la bombe aérosol et la ventilation du système sont également des facteurs clés ici; dans une application réelle, cela impliquerait la taille de la pièce ou toute fenêtre ouverte, par exemple. De plus, les analyses ont montré que les dommages causés aux cellules par l'aérosol sont également largement déterminés par les solvants et additifs utilisés. En particulier, les additifs perfluorosilane étudiés se sont révélés toxiques pour les cellules.

En plus du BfR, le projet NANOaers a impliqué le groupe de travail sur la technologie des processus mécaniques de l'Université technique de Dresde, l'Institut de mécanique des fluides et de transfert de chaleur de l'Université de technologie de Graz, le centre technologique espagnol GAIKER, l'Université de Harvard avec T.H. Chan School of Public Health à Cambridge, États-Unis, et l'Institut national roumain de recherche et développement pour les textiles et le cuir. Avec NANOaers, les six instituts impliqués ont créé un ensemble d'analyses qui permet une analyse réaliste des risques potentiels pour la santé des aérosols avec des nanoparticules en mélange, sans avoir recours à l'expérimentation animale.

Le financement du projet NANOaers pour les partenaires allemands a été fourni par le ministère fédéral de l'éducation et de la recherche (BMBF), dans le cadre du cadre Horizon 2020. Les autres partenaires européens et internationaux ont été financés via le programme de recherche ERA-NET SIINN et des soutiens nationaux au projet.