Sauvageau, Josée-Anne
(2012).
« Caractériser la différence de sensibilité des cellules bronchiolaires et alvéolaires à la toxicité du cadmium chez l'humain » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en biologie.
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Résumé
Le Cd est un métal hautement toxique, dont les expositions chroniques mènent à des maladies d'obstruction respiratoire, des troubles rénaux ainsi que des désordres osseux. Il est connu que le Cd a pour cible de liaison les groupements thiols des protéines, d'où sa forte affinité au GSH et à la MT. Le Cd peut générer un stress oxydatif possiblement par l'inhibition d'enzymes antioxydantes, telles que la CAT, la SOD, le GR et la GPx, in vitro et in vivo. L'accumulation de Cd au sein des cellules induit la synthèse de MT qui protège des dommages oxydatifs ou de la toxicité des métaux. Sachant que l'exposition au Cd entraîne une induction de Pgp, de récentes études stipulent que la Pgp serait responsable de l'efflux de Cd après surexpression des gènes de MDR. Pour sa part, le Zn est un métal essentiel capable d'induire le GSH, la HSP70, la SOD ainsi que la MT, et ce, sans induire de stress oxydatif. Le but de cette recherche fut de caractériser la différence de sensibilité des cellules alvéolaires (lignée A549) et bronchiolaires (lignée H441) face au Cd et de comparer leur capacité à développer une résistance au Cd suite à une préexposition au Cd ou au Zn. Les hypothèses sont : i) le Cd induit un déséquilibre redox dans les cellules pulmonaires et celles-ci ont des capacités antioxydantes ainsi que des capacités à exprimer des protéines de stress de réponse immédiate différentes et ii) le Zn est en mesure d'induire une résistance au Cd différente de celle induite par le Cd lui-même. Les résultats de viabilité cellulaire obtenus après exposition de 24 h au Cd indiquent une LC50 presque deux fois plus élevée pour les cellules H441 comparativement aux cellules A549 (118 ± 7 vs. 61 ± 6 µM). Cette différence n'est pas due à une différence d'accumulation intracellulaire du Cd, ni au niveau basal de GSH intracellulaire, mais serait possiblement due au niveau d'ARNm de HSP70 (évalué semi quantitativement) 2,4 fois plus élevé dans les cellules H441 que dans les cellules A549. Cependant, les résultats de viabilité cellulaire obtenus en présence de BSO, un inhibiteur de synthèse de GSH, révèlent que cet antioxydant détient un rôle important dans la résistance basale au Cd dans les deux lignées. La CAT semblerait avoir un rôle plus important dans la résistance basale au Cd dans les cellules A549 que dans les cellules H441, compte tenu des résultats obtenus en présence de 3AT, un inhibiteur de la CAT. Dans les deux lignées, une préexposition de 24 h au Cd ou au Zn n'a pas modifié les niveaux d'accumulation de 109Cd. Une préexposition de 24 h au Cd (20 µM) a presque doublé la valeur de LC50 dans les cellules A549 tandis qu'une préexposition de 24 h au Zn (40 µM) n'a induit aucune résistance. Inversement, dans les cellules H441, la préexposition de 24 h au Cd (40 µM) n'a pas eu d'effet, tandis que le Zn (40 µM) a augmenté la résistance au Cd avec une augmentation de 23% de la LC50. Dans les cellules A549, la HSP70 ainsi que la MDR1 ne sembleraient pas être impliquées dans l'induction de résistance au Cd, par le Cd. Malgré que les cellules H441 soient constitutivement plus résistantes au Cd que les cellules A549, les cellules A549 possèdent une meilleure capacité à développer une résistance que les cellules H441. Nos résultats révèlent ainsi des différences entre résistances basales et acquises entre les deux lignées cellulaires et montrent que les cellules A549 et H441 toutes deux d'origine pulmonaire ne réagissent pas de la même façon, ne développent pas les mêmes mécanismes de défense et n'expriment pas nécessairement les mêmes niveaux de protéines de stress.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cellules A549, cellules H441, Cadmium, Zinc, tolérance, GSH, MDR1, HSP70, stress oxydatif.
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