Characterization of dietary exposure to pesticide mixtures and determination of their genotoxicological mechanisms of action

Appréciation quantitative de l'exposition alimentaire à des mélanges de pesticides et mécanismes de génotoxicité

• Auteur / Autrice : Vanessa Graillot
• Direction : Jean-Pierre Cravedi, Jean-Charles Leblanc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie, toxicologie, génétique et nutrition
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Toxicologie génétique

Aliments -- Teneur en pesticides

Mots clés libres

Pesticides

Mélanges

H2ax

Génotoxicité

Exposition alimentaire

Résumé

Les consommateurs sont exposés à plusieurs résidus de pesticides présents simultanément via leur alimentation. L'exposition réelle des consommateurs aux mélanges de pesticides est mal connue, et l'évaluation des risques prend rarement en compte les effets possibles d'une multi-exposition à ces composés. L'objectif de ce travail de thèse était d'étudier in vitro le potentiel génotoxique de mélanges de pesticides, déterminés à partir de l'exposition alimentaire de la population française. Pour déterminer ces mélanges de pesticides, la co-exposition a été évaluée à partir de données provenant des plans nationaux de surveillance et de contrôle des résidus de pesticides dans les aliments, couplées aux données de consommation individuelle française (enquête INCA2). Un modèle statistique développé à l'ANSES a comparé ces co-expositions aux pesticides, et a défini des groupes d'individus aux niveaux d'exposition semblables. A partir de ces données, sept mélanges de pesticides ont été déterminés et leur potentiel génotoxique a été étudié sur quatre lignées cellulaires humaines (ACHN, HepG2, LS-174T, SH-SY5Y), à l'aide du test de génotoxicité H2AX. Ces mélanges ont été testés en proportions équimolaires et aux proportions reflétant l'exposition de la population. Les résultats obtenus ont été comparés avec l'effet des composés individuels. Seul un mélange, constitué de 5 composés, est génotoxique et uniquement sur la lignée HepG2. Par ailleurs, les résultats ont montrés que seul, deux composés du mélange, fludioxonil cyprodinil, sont génotoxiques. Il a également été montré un effet du mélange à faibles doses. De plus, l'analyse du potentiel génotoxique de 14 autres pesticides seuls, également sélectionnés à partir de la co-exposition, a permis d'identifier une famille de pesticides (méthyl-pyrazoles) capable d'induire des cassures double brin d'ADN sur deux lignées cellulaires humaines (Jurkat/ SH-SY5Y).

Consumers are exposed to several pesticide residues present simultaneously in food. This multi-exposure is insufficiently characterized and risk assessment procedures do not take into account appropriately the possible effects of contaminant mixtures. The purpose of this study was to investigate in vitro the genotoxic potential of pesticide mixtures relevant to the dietary exposure of the French population. In order to determine these mixtures, the French population co-exposure was estimated considering both food residue patterns originating from French food monitoring programs and French consumption survey (INCA2). Then, a statistic model was developed by ANSES to compare co-exposures, in order to define groups of individuals with similar pesticide exposure patterns. Based on these results, 7 relevant mixtures were determined and their genotoxic potential was screened in 4 different human cell lines (ACHN, HepG2, LS-174T, SHSY-5Y), using the genotoxic H2AX assay. Mixtures were tested at both equimolar concentrations and proportions reflecting the real diet contamination. The results were compared with the effects of individual compounds. One mixture, consisting of 5 compounds, was found to be genotoxic, only for HepG2. Data obtained with individual compounds showed that only two compounds from the mixture, namely fludioxonil and cyprodinil, were genotoxic. A mixture effect was observed at low doses. The screening of additional pesticides selected from the co-exposure characterization allowed to identify a family of pesticides (methyl-pyrazoles) able to induce DNA double strand break on two human cell lines (Jurkat/SH-SY5Y).