Effet de l'exposition périnatale aux nanoparticules d'oxyde de zinc sur l'activité des réseaux de neurones moteurs impliqués dans les fonctions respiratoire et locomotrice

Abstract

De par leur taille (<100nm) leur conférant des propriétés nouvelles, les nanoparticules (NPs) sont déjà utilisées dans de nombreux produits de la vie quotidienne. La population y étant donc exposée de façon croissante, elles sont au cœur de nombreuses discutions sur la santé publique et environnementale. En effet, les NPs sont capables de pénétrer dans l'organisme, traverser différentes barrières biologiques telles les barrières alvéolaires, placentaire, ou encore hématoencéphalique, s'accumuler dans certains organes et potentiellement induire diverses pathologies. Pouvant s'agréger dans le cerveau, des études ont déjà montré des effets modulateurs des NPs sur les activités bioélectriques des neurones, mais aucune à ce jour n'a permis d'évaluer leurs effets potentiels sur l'activité de tout un réseau, tels ceux responsables de la genèse d'activités motrices impliquées dans des fonctions vitales. Mon travail de thèse s'est donc attaché à déterminer si les NPs, en particulier d'oxyde de zinc (ZnO), pouvaient modifier l'activité des réseaux de neurones responsables de la genèse des activités respiratoire et locomotrice. Cette étude, réalisée ex-vivo sur des préparations de moelle-épinière/tronc cérébral ou de tranches bulbaires isolées de rat nouveau-nés, mais également in-vivo après injection des NPs au cours de la gestation, a permis de combiner des approches électrophysiologiques, pharmacologiques et neuroanatomiques. Ce travail doctoral a permis de mettre en évidence l’existence d'un effet délétère des NPs ZnO sur les neurones respiratoires, provoquant lors d’une exposition aigue une augmentation de la fréquence inspiratoire suivie d'un arrêt précoce et définitif de toute activité. De plus, les NPs modifient le rythme ventilatoire et prolongent la durée des pauses respiratoires (apnées) d'animaux nouveau-nés dont la mère a été exposée de façon chronique aux NPs ZnO au cours de la gestation. Enfin, elles perturbent également l'activité des réseaux spinaux locomoteurs en provoquant un changement du rythme et en modifiant les patrons d'alternance caractéristiques de cette activité. Ces données permettent d'apporter un éclairage nouveau concernant la neurotoxicité potentielle des NPs ZnO sur le fonctionnement et le développement des réseaux neuronaux moteurs chez les mammifères, mais elle permet également de s'interroger sur la vulnérabilité périnatale des organismes lors d'une exposition maternelle au cours de la gestation. Malgré les avantages technologiques et économiques qu'offre le développement des nanotechnologies et des nanoparticules, il est donc nécessaire de considérer avec attention le risque chimique que pourrait représenter l'exposition (aiguë et/ou chronique) aux NPs sur la santé de la population en général, mais également dans la cadre d'activités professionnelles.