Impact environnemental et sanitaire des particules de nickel émises par les activités minières en Nouvelle Calédonie

Abstract

En produisant un peu plus de 158 000 tonnes de nickel (Ni) par an la Nouvelle-Calédonie fait partie des producteurs de Ni les plus importants au monde avec des sols riches en éléments traces métalliques. Cette exploitation massive de Ni est un enjeu économique majeur pour le pays (8 à 17 % du PIB annuel) au détriment de potentiels impacts environnementaux et sanitaires. En effet, l’exploitation de ces mines à ciel ouvert de latérites nickélifères entraine l’émission de particules ultrafines Ni et d’oxyde de nickel (NiO) disséminées dans l’environnement, par le vent, ou via le ruissellement des cours d’eau, mais également d’autres métaux présents dans ces sols. Ces particules peuvent, d’une part, être inhalées par les travailleurs des mines ainsi que par les populations environnantes, posant des questions relevant de la toxicologie humaine et, d’autre part, être transportées le long des cours d’eau douce proches des mines, pour se retrouver par dépôts ou lessivages vers l’aval jusqu’au lagon, impactant ainsi les organismes aquatiques, dont l’étude relève de l’écotoxicologie.D’un point de vue environnemental, peu d’études ont été menées en Nouvelle-Calédonie. Cependant, des premiers travaux sur les cours d’eau douce à proximité des mines ont permis de montrer des taux de Ni très importants accumulés dans les organismes sous influence minière, notamment, dans les anguilles du Pacifique. De façon à pouvoir documenter l’importance des impacts toxiques potentiellement infligés aux anguilles présentes sur ces sites, différents types d’approches ont été menées : (i) L’analyse des impacts toxiques des métaux sur Anguilla marmorata prélevée in situ lors d’une mission (mesures morphométriques, taux de métaux dans les organes, transcriptomiques) ; (ii) L’impact d’une exposition aux nanoparticules (NPs) de NiO, NiONPs, sur des hépatocytes d’anguilles in vitro, le foie étant une cible privilégie de la toxicité des métaux et un organe essentiel pour les anguilles. Ces approches ont permis de décrypter de façon précoce les mécanismes cellulaires et moléculaires d’impact cytotoxique, de stress oxydant, d’inflammation et de dysfonction mitochondriale suite à cette exposition.Parallèlement, l’exposition humaine aux NPs est une préoccupation de santé publique. Les NPs peuvent ainsi franchir la barrière alvéolo-capillaire, se retrouver dans la circulation générale et y exercer des effets délétères par des interactions directes avec le système cardiovasculaire et, notamment, les cellules endothéliales (HPAEC) tapissant la lumière des vaisseaux et contrôlant la réactivité vasculaire qui est modifiée après exposition aux NPs de Ni. Ces effets pourraient ainsi être potentialisés dans les pathologies cardiovasculaires. Les personnes souffrant de pathologies de la circulation pulmonaire (hypertension pulmonaire, HTP) pourraient donc constituer des populations à risque. Ainsi, il s’avère nécessaire de mieux caractériser, les mécanismes d’action toxiques induits par des poussières riches en Ni et par les NiONPs sur le système cardiovasculaire. Pour cela nous avons étudié, sur des HPAEC, les effets induits par les NiONPs sur la signalisation calcique, la réponse pro-inflammatoire et le rôle de stress oxydant dans les modifications observées, ainsi que les impacts de ces NPs en condition pathologique en utilisant un modèle in vitro mimant la dynamique vasculaire observée lors de l’HTP avec le système d’étirement STREX®. Nos résultats montrent que l'exposition aux NiONPs induit un stress oxydant, une réponse pro-inflammatoire ainsi que des altérations de l’homéostasie calcique et que ces effets sont potentialisés lorsque les cellules sont en conditions pathologiques. Ces travaux suggèrent donc que l'exposition aux NiONPs pourrait aggraver certains événements physiopathologiques chez les patients souffrant de maladies cardiovasculaires préexistantes telles que l’HTP, et que ces patients seraient plus sensibles à ces polluants particulaires.