Air intérieur et santé respiratoire : approches épidémiologique et expérimentale

par Charles Persoz

Thèse de doctorat en Santé publique

Sous la direction de Nathalie Seta.

Soutenue en 2011

à Paris 5 .

mots clés

• Formaldéhyde
• Aspergillus fumigatus
• Tests de toxicité in vitro
• Analyse par cohorte
• Réaction inflammatoire aigüe

Résumé

Ce travail s’inscrit dans la problématique « pollution de l’air intérieur et prévalence de l’asthme ». Notre approche s’est voulue épidémiologique et expérimentale. Les effets de différents polluants de l’air intérieur sur la survenue d’infections des voies respiratoires basses ont été analysés chez 196 nourrissons de la cohorte PARIS. Pour étudier les effets in vitro des polluants aériens sur la réponse inflammatoire des cellules épithéliales respiratoires, un modèle d’exposition air-liquide adapté aux cellules alvéolaires et bronchiques a été développé. Concernant le volet épidémiologique, aucune relation entre les niveaux des polluants et la survenue d’infection des voies respiratoires basses n’est mise en évidence, hormis une tendance pour la nicotine ; l’effectif et le faible niveau d’exposition aux polluants (dont le formaldéhyde (FA)) sont à prendre en compte dans ce résultat. Le volet expérimental a permis de développer un modèle in vitro unique et modulable, permettant de faire varier divers paramètres (type cellulaire, polluant, traitement concomitant des cellules, nombre d’expositions,…). Les atmosphères d’exposition (FA-50 µg/m3 et Aspergillus fumigatus-Asp-7x108 spores/m3) ont été générées à des niveaux environnementaux et contrôlées. Dans nos conditions expérimentales, après sensibilisation cellulaire, le FA induit une modification modérée de la production d’IL-8 et de MCP-1. Le modèle a permis une exposition séquentielle au FA-Asp pour mimer la multi-exposition, qui n’a pas induit d’effet cellulaire majeur. Cette démarche originale peut se poursuivre en l’appliquant à des conditions se rapprochant plus encore de l’exposition humaine aux polluants aériens.

Titre traduit

Indoor air and respiratory health : epidemiological and experimental approaches

Résumé

This work lies within the framework of "indoor air pollution and asthma". Our approach is epidemiological and experimental. The effects of various pollutants in indoor air on the occurrence of lower respiratory tract infections were analyzed in 196 infants in the birth cohort PARIS. To study the in vitro effects of air pollutants on the inflammatory response of respiratory epithelial cells, an exposure model suitable for air-liquid alveolar and bronchial cells was developed. Regarding the epidemiological study, no association between the pollutant levels and the occurrence of lower respiratory tract infection was found, except for a tendency with nicotine. The absence of association could be related to the size of the population and the low pollutant levels (including formaldehyde (FA)). The in vitro model we developed showed to be flexible, with variable parameters (cell type, pollutant, sensitization, number of exposures,. . . ). The exposure atmospheres were generated at environmental levels, FA-50 µg/m3 and Aspergillus fumigatus-Asp-7x108 spores/m3, were controlled. In our experimental conditions, after cell sensitization, FA induced a moderate change in the production of IL-8 and MCP-1. The model of sequential exposure to FA-Asp, mimicking the multi-exposure, did not induce major cellular effect. This original approach may be continued by applying it to closer conditions to the human exposure to air pollutants.