Etudes in vitro des interactions entre l'uranium et les cellules rénales

par Hugues Mirto

Thèse de doctorat en Toxicologie cellulaire

Sous la direction de Jean Cambar.

Le président du jury était Jean-Marc Cosset.

Le jury était composé de Jean-Marc Cosset, Miren P. Cajaraville, Michel Fournier, Marie-Hélène Henge-Napoli, Henri Métivier.

Les rapporteurs étaient Miren P. Cajaraville, Michel Fournier.


  • Résumé

    Le risque de contamination par l'uranium lié aux activités professionnelles, impose de mieux comprendre ses effets toxicologiques. L'objectif de ce travail est de décrire les mécanismes de l'interaction entre l'uranium et ses cibles rénales par l'utilisation, originale pour l'uranium, des modèles de cultures cellulaires. Deux modèles rénaux sont étudiés : d'une part le modèle tubulaire proximal (lignée LLC-PK1) et d'autre part, le modèle glomérulaire (glomérules isolés et cultures primaires de cellules mésangiales). Les conditions chimiques permettant la mise en évidence d'un effet cytotoxique de l'uranium(VI) sur les cellules LLC-PK1 ont été déterminées et révèlent que seules les solutions d'uranium(VI) préparées avec des concentrations en ligands citrates ou bicarbonates 10 fois supérieures à celle du métal sont solubles dans le milieu de culture. Les études de cytotoxicité montrent que l'uranium-bicarbonate induit une réponse cytotoxique dose-dépendante. La microscopie électronique montre, pour les complexes uranium-bicarbonate, que l'uranium précipite dans le cytoplasme. Aucune toxicité ni précipitation intracellulaire de l'uranium ne sont observées avec les complexes uranium-citrate. Les diagrammes théoriques de la spéciation chimique de l'uranium permettent de montrer que l'espèce responsable de la cytotoxicité de l'uranium est le complexe U02(CO3)2-. Les résultats permettent de proposer un nouveau modèle selon lequel la pénétration de l'uranium se ferait en deux phases : premièrement par attachement du complexe U02(CO3)2- aux protéines membranaires des cellules tubulaires proximales et deuxièmement un phénomène d'endocytose permettrait l'entrée de l'uranium dans le compartiment cytoplasmique. Le suivi des variations morphomètriques des structures glomérulaires permet de mettre en évidence une vasoréactivité glomérulaire induite par l'uranium pour des concentration sub-létales. L'effet protecteur d'un inhibiteur des canaux calciques membranaires démontre le rôle important joué par les mouvements calciques dans la contraction glomérulaire induite par l'uranium. Ces études mettent donc en évidence une atteinte glomérulaire de l'uranium pour des concentrations sub-létales.


  • Résumé

    A best knowledge of uranium compounds toxic effects is essential due to of the risk of occupational internai contamination. The aim of this work is to describe, by the original use of cell culture models for uranium, the mechanisms of interactions between uranium and its renal targets. Two renal models are studied: in the one hand the tubular proximal one (LLC-PK 1 cells) and on the ether hand, the glomerular mode! (isolated glomeruli and primary culture of mesangial cells). The chemical conditions permitting the observation of uranium(VI) cytotoxicity on LLC-PK1 cells were determined. They show that merely solutions prepared with bicarbonate and citrate ligands concentrations 10 fold higher than the metal are soluble in the culture medium. Cytotoxicity experiments reveal that only uranium-bicarbonate complexes induce a dose-related cytotoxicity response. Electron microscopy studies conducted with uranium-bicarbonate solutions show that uranium precipitate in the intracellular compartment. Ln contrast, no toxicity and no intracellular intake are noticed with uranium-citrate complexes. Theoretical speciation diagrams let us to determine that the U02(CO3)2- complex is responsible for the uranium toxic effects. These results allow us to propose a new model whereby uranium intake by tubular proximal cells would take place in two stages: firstly by attachment of U02(CO3)2- complexes to the proteins of cell membrane and secondly by an endocytosis process. The monitoring of the variations of morphometric parameters of glomerular structures permit to put in evidence the uranium-induced vasoreactivity for sub-lethal concentrations. The protective effect of a calcium channels blocker demonstrate the main role played by calcium ions in the uranium­induced glomerular contraction. These studies show that uranium induces glomerular effects for sub-lethal concentrations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (165 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 151-160

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  • Bibliothèque : Université de Paris-Sud (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne). Service Commun de la Documentation. Section Médecine.
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  • Cote : TD/1999T011
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
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  • Cote : MFTH 4022
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle médecine et odontologie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Paris-11-Kremlin-Bicêtre_1999_no_0011
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