Demonstration of an interferon gamma-dependent tumor surveillance system in immunocompetent mice.

This study demonstrates that endogenously produced interferon gamma (IFN-gamma) forms the basis of a tumor surveillance system that controls development of both chemically induced and spontaneously arising tumors in mice. Compared with wild-type mice, mice lacking sensitivity to either IFN-gamma (i.e., IFN-gamma receptor-deficient mice) or all IFN family members (i.e., Stat1-deficient mice) developed tumors more rapidly and with greater frequency when challenged with different doses of the chemical carcinogen methylcholanthrene. In addition, IFN-gamma-insensitive mice developed tumors more rapidly than wild-type mice when bred onto a background deficient in the p53 tumor-suppressor gene. IFN-gamma-insensitive p53(-/-) mice also developed a broader spectrum of tumors compared with mice lacking p53 alone. Using tumor cells derived from methylcholanthrene-treated IFN-gamma-insensitive mice, we found IFN-gamma's actions to be mediated at least partly through its direct effects on the tumor cell leading to enhanced tumor cell immunogenicity. The importance and generality of this system is evidenced by the finding that certain types of human tumors become selectively unresponsive to IFN-gamma. Thus, IFN-gamma forms the basis of an extrinsic tumor-suppressor mechanism in immunocompetent hosts.

Research recommendations for selected IARC-classified agents.

OBJECTIVES: There are some common occupational agents and exposure circumstances where evidence of carcinogenicity is substantial but not yet conclusive for humans. The objectives are to identify research gaps and needs for twenty agents prioritized for review based on evidence of widespread human exposures and potential carcinogenicity in animals or humans. DATA SOURCES: A systematic review was conducted of new data published since the most recent pertinent IARC monograph meeting. DATA EXTRACTION: Reviewers were charged with identifying data gaps and general and specific approaches to address them, focusing on research that would be important in resolving classification uncertainties. An expert meeting brought reviewers together to discuss each agent and the identified data gaps and approaches. DATA SYNTHESIS: Several overarching issues were identified that pertained to multiple agents; these included the importance of recognizing that carcinogenic agents can act through multiple toxicity pathways and mechanisms, including epigenetic mechanisms, oxidative stress and immuno- and hormonal modulation. CONCLUSIONS: Studies in occupational populations provide important opportunities to understand the mechanisms through which exogenous agents cause cancer and intervene to prevent human exposure and/or prevent or detect cancer among those already exposed. Scientific developments are likely to increase the challenges and complexities of carcinogen testing and evaluation in the future, and epidemiologic studies will be particularly critical to inform carcinogen classification and risk assessment processes.[Authors]

Effect of olive oil on early and late events of colon carcinogenesis in rats: modulation of arachidonic acid metabolism and local prostaglandin E2 synthesis.

BACKGROUND Animal model studies have shown that the colon tumour promoting effect of dietary fat depends not only on the amount but on its fatty acid composition. With respect to this, the effect of n9 fatty acids, present in olive oil, on colon carcinogenesis has been scarcely investigated. AIMS To assess the effect of an n9 fat diet on precancer events, carcinoma development, and changes in mucosal fatty acid composition and prostaglandin (PG)E2 formation in male Sprague-Dawley rats with azoxymethane induced colon cancer. METHODS Rats were divided into three groups to receive isocaloric diets (5% of the energy as fat) rich in n9, n3, or n6 fat, and were administered azoxymethane subcutaneously once a week for 11 weeks at a dose rate of 7.4 mg/kg body weight. Vehicle treated groups received an equal volume of normal saline. Groups of animals were colectomised at weeks 12 and 19 after the first dose of azoxymethane or saline. Mucosal fatty acids were assessed at 12 and 19 weeks. Aberrant crypt foci and the in vivo intracolonic release of PGE2 were assessed at week 12, and tumour formation at week 19. RESULTS Rats on the n6 diet were found to have colonic aberrant crypt foci and adenocarcinomas more often than those consuming either the n9 or n3 diet. There were no differences between the rats on the n9 and n3 diets. On the other hand, administration of both n9 and n3 diets was associated with a decrease in mucosal arachidonate concentrations as compared with the n6 diet. Carcinogen treatment induced an appreciable increase in PGE2 formation in rats fed the n6 diet, but not in those fed the n3 and n9 diets. CONCLUSIONS Dietary olive oil prevented the development of aberrant crypt foci and colon carcinomas in rats, suggesting that olive oil may have chemopreventive activity against colon carcinogenesis. These effects may be partly due to modulation of arachidonic acid metabolism and local PGE2synthesis.

Epithelial NAIPs protect against colonic tumorigenesis.

NLR family apoptosis inhibitory proteins (NAIPs) belong to both the Nod-like receptor (NLR) and the inhibitor of apoptosis (IAP) families. NAIPs are known to form an inflammasome with NLRC4, but other in vivo functions remain unexplored. Using mice deficient for all NAIP paralogs (Naip1-6(Δ/Δ)), we show that NAIPs are key regulators of colorectal tumorigenesis. Naip1-6(Δ/Δ) mice developed increased colorectal tumors, in an epithelial-intrinsic manner, in a model of colitis-associated cancer. Increased tumorigenesis, however, was not driven by an exacerbated inflammatory response. Instead, Naip1-6(Δ/Δ) mice were protected from severe colitis and displayed increased antiapoptotic and proliferation-related gene expression. Naip1-6(Δ/Δ) mice also displayed increased tumorigenesis in an inflammation-independent model of colorectal cancer. Moreover, Naip1-6(Δ/Δ) mice, but not Nlrc4-null mice, displayed hyper-activation of STAT3 and failed to activate p53 18 h after carcinogen exposure. This suggests that NAIPs protect against tumor initiation in the colon by promoting the removal of carcinogen-elicited epithelium, likely in a NLRC4 inflammasome-independent manner. Collectively, we demonstrate a novel epithelial-intrinsic function of NAIPs in protecting the colonic epithelium against tumorigenesis.

Workers exposed to wood dust have an increased micronucleus frequency in nasal and buccal cells: results from a pilot study

Wood dust is recognised as a human carcinogen, based on the strong association of wood dust exposure and the elevated risk of malignant tumours of the nasal cavity and paranasal sinuses [sino-nasal cancer (SNC)]. The study aimed to assess genetic damage in workers exposed to wood dust using biomarkers in both buccal and nasal cells that reflect genome instability events, cellular proliferation and cell death frequencies. Nasal and buccal epithelial cells were collected from 31 parquet layers, installers, carpenters and furniture workers (exposed group) and 19 non-exposed workers located in Switzerland. Micronucleus (MN) frequencies were scored in nasal and buccal cells collected among woodworkers. Other nuclear anomalies in buccal cells were measured through the use of the buccal micronucleus cytome assay. MN frequencies in nasal and buccal cells were significantly higher in the exposed group compared to the non-exposed group; odds ratio for nasal cells 3.1 [95% confidence interval (CI) 1.8-5.1] and buccal cells 1.8 (95% CI 1.3-2.4). The exposed group had higher frequencies of cells with nuclear buds, karyorrhectic, pyknotic, karyolytic cells and a decrease in the frequency of basal, binucleated and condensed cells compared to the non-exposed group. Our study confirms that woodworkers have an elevated risk for chromosomal instability in cells of the aerodigestive tract. The MN assay in nasal cells may become a relevant biomonitoring tool in the future for early detection of SNC risk. Future studies should seek to standardise the protocol for MN frequency in nasal cells similar to that for MN in buccal cells.

Etude des niveaux de concentration d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) dans la poussière de bois et des marqueurs biologiques d'effets génotoxiques chez les travailleurs du bois

L'exposition aux poussières de bois est associé à un risque accru d'adénocarcinomes des fosses nasales et des sinus paranasaux (SNC, 'Sinonasal cancer') chez les travailleurs du bois. Les poussières de bois sont ainsi reconnues comme cancérogènes avérés pour l'homme par le Centre international de Recherche sur le Cancer (CIRC). Toutefois, l'agent causal spécifique et le mécanisme sous-jacent relatifs au cancer lié aux poussières de bois demeurent inconnus. Une possible explication est une co-exposition aux poussières de bois et aux Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), ces derniers étant potentiellement cancérogènes. Dans les faits, les travailleurs du bois sont non seulement exposés aux poussières de bois naturel, mais également à celles générées lors d'opérations effectuées à l'aide de machines (ponceuses, scies électriques, etc.) sur des finitions de bois (bois traités) ou sur des bois composites, tels que le mélaminé et les panneaux de fibres à densité moyenne (MDF, 'Medium Density Fiberboard'). Des HAP peuvent en effet être générés par la chaleur produite par l'utilisation de ces machines sur la surface du bois. Les principaux objectifs de cette thèse sont les suivants: (1) quantifier HAP qui sont présents dans les poussières générées lors de diverses opérations courantes effectuées sur différents bois (2) quantifier l'exposition individuelle aux poussières de bois et aux HAP chez les travailleurs, et (3) évaluer les effets génotoxiques (dommages au niveau de l'ADN et des chromosomes) due à l'exposition aux poussières de bois et aux HAP. Cette thèse est composée par une étude en laboratoire (objectif 1) et par une étude de terrain (objectifs 2 et 3). Pour l'étude en laboratoire, nous avons collecté des poussières de différents type de bois (sapin, MDF, hêtre, sipo, chêne, bois mélaminé) générées au cours de différentes opérations (comme le ponçage et le sciage), et ceci dans une chambre expérimentale et dans des conditions contrôlées. Ensuite, pour l'étude de terrain, nous avons suivi, dans le cadre de leur activité professionnelle, 31 travailleurs de sexe masculin (travailleurs du bois et ébenistes) exposés aux poussières de bois pendant deux jours de travail consécutifs. Nous avons également recruté, comme groupe de contrôle, 19 travailleurs non exposés. Pour effectuer une biosurveillance, nous avons collecté des échantillons de sang et des échantillons de cellules nasales et buccales pour chacun des participants. Ces derniers ont également rempli un questionnaire comprenant des données démographiques, ainsi que sur leur style de vie et sur leur exposition professionnelle. Pour les travailleurs du bois, un échantillonnage individuel de poussière a été effectué sur chaque sujet à l'aide d'une cassette fermée, puis nous avons évalué leur exposition à la poussière de bois et aux HAP, respectivement par mesure gravimétrique et par Chromatographie en phase gazeuse combinée à la spectrométrie de masse. L'évaluation des dommages induits à l'ADN et aux chromosomes (génotoxicité) a été, elle, effectuée à l'aide du test des micronoyaux (MN) sur les cellules nasales et buccales et à l'aide du test des comètes sur les échantillons de sang. Nos résultats montrent dans la poussière de la totalité des 6 types de bois étudiés la présence de HAP (dont certains sont cancérogènes). Des différences notoires dans les concentrations ont été néanmoins constatées en fonction du matériau étudié : les concentrations allant de 0,24 ppm pour la poussière de MDF à 7.95 ppm pour le mélaminé. Nos résultats montrent également que les travailleurs ont été exposés individuellement à de faibles concentrations de HAP (de 37,5 à 119,8 ng m-3) durant les opérations de travail du bois, alors que les concentrations de poussières inhalables étaient relativement élevés (moyenne géométrique de 2,8 mg m-3). En ce qui concerne la génotoxicité, les travailleurs exposés à la poussière de bois présentent une fréquence significativement plus élevée en MN dans les cellules nasales et buccales que les travailleurs du groupe témoin : un odds ratio de 3.1 a été obtenu pour les cellules nasales (IC 95% : de 1.8 à 5.1) et un odds ratio de 1,8 pour les cellules buccales (IC 95% : de 1.3 à 2.4). En outre, le test des comètes a montré que les travailleurs qui ont déclaré être exposés aux poussières de MDF et/ou de mélaminé avaient des dommages à l'ADN significativement plus élevés que les deux travailleurs exposés à la poussière de bois naturel (sapin, épicéa, hêtre, chêne) et que les travailleurs du groupe témoin (p <.01). Enfin, la fréquence des MN dans les cellules nasales et buccales augmentent avec les années d'exposition aux poussières de bois. Par contre, il n'y a pas de relation dose-réponse concernant la génotoxicité due à l'exposition journalière à la poussière et aux HAP. Cette étude montre qu'une exposition aux HAP eu bien lieu lors des opérations de travail du bois. Les travailleurs exposés aux poussières de bois, et donc aux HAP, courent un risque plus élevé (génotoxicité) par rapport au groupe témoin. Étant donné que certains des HAP détectés sont reconnus potentiellement cancérogènes, il est envisageable que les HAP générés au cours du travail sur les matériaux de bois sont un des agents responsables de la génotoxicité de la poussière de bois et du risque élevé de SNC observé chez les travailleurs du secteur. Etant donné la corrélation entre augmentation de la fréquence des MN, le test des micronoyaux dans les cellules nasales et buccales constitue sans conteste un futur outil pour la biosurveillance et pour la détection précoce du risque de SNC chez les travailleurs. - Exposures to wood dust have been associated with an elevated risk of adenocarcinomas of the Dasal cavity and the paranasal sinuses (sinonasal cancer or SNC) among wood workers. Wood dust is recognized as a human carcinogen by the International Agency for Research on Cancer. However, the specific cancer causative agent(s) and the mechanism(s) behind wood dust related carcinogenesis remains unknown. One possible explanation is a co-exposure to wood dust and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), the latter being carcinogenic. In addition, wood workers are not only exposed to natural wood but also to wood finishes and composite woods such as wood melamine and medium density fiber (MDF) boards during the manipulation with power tools. The heat produced by the use of power tools can cause the generation of PAH from wood materials. The main objectives of the present thesis are to: (1) quantify possible PAH concentrations in wood dust generated during various common woodworking operations using different wood materials; (2) quantify personal wood dust concentrations and PAH exposures among wood workers; and (3) assess genotoxic effects (i.e., DNA and chromosomal damage) of wood dust and PAH exposure in wood workers. This thesis is composed by a laboratory study (objective 1) and a field study (objectives 2 and 3). In the laboratory study we collected wood dust from different wood materials (fir, MDF, beech, mahagany, oak, and wood melamine) generated during different wood operations (e.g., sanding and sawing) in an experimental chamber under controlled conditions. In the following field study, we monitored 31 male wood workers (furniture and construction workers) exposed to wood dust during their professional activity for two consecutive work shifts. Additionally, we recruited 19 non exposed workers as a control group. We collected from each participant blood samples, and nasal and buccal cell samples. They answered a questionnaire including demographic and life-style data and occupational exposure (current and past). Personal wood dust samples were collected using a closed-face cassette. We used gravimetrie analysis to determine the personal wood dust concentrations and capillary gas chromatography - mass spectrometry analysis to determine PAH concentrations. Genotoxicity was assessed with the micronucleus (MN) assay for nasal and buccal cells and with the comet assay for blood samples. Our results show that PAH (some of them carcinogenic) were present in dust from all six wood materials tested, yet at different concentrations depending on the material. The highest concentration was found in dust from wood melamine (7.95 ppm) and the lowest in MDF (0.24 ppm). Our results also show that workers were individually exposed to low concentrations of PAHs (37.5-119.8 ng m"3) during wood working operations, whereas the concentrations of inhalable dust were relatively high (geometric mean 2.8 mg m"3). Concerning the genotoxicity, wood workers had a significantly higher MN frequency in nasal and buccal cells than the workers in the control group (odds ratio for nasal cells 3.1 (95%CI 1.8-5.1) and buccal cells 1.8 (95%CI 1.3-2.4)). Furthermore, the comet assay showed that workers who reported to be exposed to dust from wooden boards (MDF and wood melamine) had significantly higher DNA damage than both the workers exposed to natural woods (fir, spruce, beech, oak) and the workers in the control group (p < 0.01). Finally, MN frequency in nasal and buccal cells increased with increasing years of exposure to wood dust. However, there was no genotoxic dose-response relationship with the per present day wood dust and PAH exposure. This study shows that PAH exposure occurred during wood working operations. Workers exposed to wood dust, and thus to PAH, had a higher risk for genotoxicity compared to the control group. Since some of the detected PAH are potentially carcinogenic, PAH generated from operations on wood materials may be one of the causative agents for the observed increased genotoxicity in wood workers. Since increased genotoxicity is manifested in an increased MN frequency, the MN assay in nasal and buccal cells may become a relevant biomonitoring tool in the future for early detection of SNC risk.

Formaldeído em escolas: uma revisão

Formaldehyde has been classified as a probable human carcinogen. Indoor air quality measurements carried out worldwide in schools indicate that levels may be of concern. This paper provides an overview of emission sources, properties and methods for quantification of formaldehyde. Quantitative information from studies performed in school environments was compiled and a comprehensive picture of the causal relationships between pollutant exposures and children's health given. Mitigation actions to reduce formaldehyde levels and its adverse impacts in school buildings are recommended.

Carcinogenicidade do carbendazim e seus metabólitos

The carcinogenic potential of carbendazim and its metabolites was analyzed using statistical treatment of electronic parameters obtained from DFT/ 6-311++G(d,p) and AM1 calculations. The carcinogen-DNA interaction is described in the framework of the theory of unsynchronized resonance of covalent bond as a process of electron transfer involving the HOMO and LUMO frontier orbitals. Through a Principal Component Analysis (PCA) of the electron affinity, carcinogen-DNA interaction energy, electrostatic attraction and cell membrane permeability (dipole moment m and partition coefficient LogP) evidence was obtained showing carbendazim displays carcinogenic activity. For the metabolites of carbendazim, no evidence was found in the literature of their carcinogenic activities. However, the electronic parameters for these metabolites exhibited similarity to known carcinogens, thereby showing the importance of the results obtained in this study for a policy based on the precautionary principle.

Aberrant crypt foci and colon cancer: comparison between a short- and medium-term bioassay for colon carcinogenesis using dimethylhydrazine in Wistar rats

Aberrant crypt foci (ACF) in the colon of carcinogen-treated rodents are considered to be the earliest hallmark of colon carcinogenesis. In the present study the relationship between a short-term (4 weeks) and medium-term (30 weeks) assay was assessed in a model of colon carcinogenesis induced by dimethylhydrazine (DMH) in the rat. Six-week-old male Wistar rats were given subcutaneous injections of DMH (40 mg/kg) twice a week for 2 weeks and killed at the end of the 4th or 30th week. ACF were scored for number, distribution pattern along the colon and crypt multiplicity in 0.1% methylene-blue whole-mount preparations. ACF were distinguished from normal crypts by their larger size and elliptical shape. The incidence, distribution and morphology of colon tumors were recorded. The majority of ACF were present in the middle and distal colon of DMH-treated rats and their number increased with time. By the 4th week, 91.5% ACF were composed of one or two crypts and 8.5% had three or more crypts, while by the 30th week 46.9% ACF had three or more crypts. Thus, a progression of ACF consisting of multiple crypts was observed from the 4th to the 30th week. Nine well-differentiated adenocarcinomas were found in 10 rats by the 30th week. Seven tumors were located in the distal colon and two in the middle colon. No tumor was found in the proximal colon. The present data indicate that induction of ACF by DMH in the short-term (4 weeks) assay was correlated with development of well-differentiated adenocarcinomas in the medium-term (30 weeks) assay.

Expression of NR1I3 in mouse lung tumors induced by the tobacco-specific nitrosamine 4-(methylnitrosamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanone

Nuclear receptor subfamily 1, group I, member 3 (NR1I3) is reported to be a possible novel therapeutic target for some cancers, including lung, brain and hematopoietic tumors. Here, we characterized expression of NR1I3 in a mouse model of lung carcinogenesis induced by 4-(methylnitrosamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK), the most potent tobacco carcinogen. Lung tumors were collected from mice treated with NNK (400 mg/kg) and euthanized after 52 weeks. Benign and malignant lesions were formalin-fixed and paraffin-embedded for histology and immunohistochemistry, with samples snap-frozen for mRNA analysis. Immunohistochemically, we found that most macrophages and type I and II pneumocytes expressed NR1I3, whereas fibroblasts and endothelial cells were NR1I3−. Compared with benign lesions, malignant lesions had less NR1I3+ tumor cells. Gene expression analysis also showed an inverse correlation between NR1I3 mRNA expression and tumor size (P=0.0061), suggesting that bigger tumors expressed less NR1I3 transcripts, in accordance with our immunohistochemical NR1I3 tests. Our results indicate that NR1I3 expression decreased during progression of malignant lung tumors induced by NNK in mice.

Ochratoxin A in Brazilian green coffee

Ochratoxin A is a nephrotoxic, teratogenic and imunotoxic compound produced by Aspergillus and Penicillium spp. It is a suspected carcinogen to humans and it is carcinogenic to rats. Recently it has drawn attention because it has been found in coffee and it has been the object of regulation by coffee importing countries. Brazil is the largest coffee producing country and its largest consumer. In order to conduct an initial assessment of the situation of the coffee produced in the country and offered to its population, one hundred and thirty two samples of Brazilian green coffee from 5 producing states (Minas Gerais, Paraná, São Paulo, Espírito Santo and Bahia) and destined for the home market, were collected at sales points at the cities of Londrina and Santos, Brazil, and analyzed for ochratoxin A. The toxin was isolated in immunoaffinity columns and quantified by HPLC with florescence detection. The limit of detection was 0.7ng/g and the average RSD for duplicates of the samples was 11%. Twenty seven samples were found contaminated with the toxin and the average concentration for the contaminated samples was 7.1ng/g ochratoxin A. Neither the total number of defects nor the number of specific defects according to the Brazilian coffee classification system (black, partly -- black, sour, stinkers-black, stinkers-green, pod beans) showed any relation to the contamination of the samples with ochratoxin A.

Timing of di-ammonium phosphate addition to fermenting chardonnay must : effect on nitrogen utilization, ethyl-carbamate formation, and CAR1 expression by yeast /

The maximum amount of ethyl carbamate (EC), a known animal carcinogen produced by the reaction of urea and ethanol, allowed in alcoholic beverages is regulated by legislation in many countries. Wine yeast produce urea by the metabolism of arginine, the predominant assimilable amino acid in must. This action is due to arginase (encoded by CARl). Regulation of CARl, and other genes in this pathway, is often attributed to a well-documented phenomenon known as nitrogen catabolite repression. The effect of the timing of di-ammonium phosphate (DAP) additions on the nitrogen utilization, regulation of CARl, and EC production was investigated. A correlation was found between the timing of DAP addition and the utilization of nitrogen. When DAP was added earlier in the fermentations, less amino nitrogen and more ammonia nitrogen was sequestered from the media by the cells. It was also seen that early DAP addition led to more total nitrogen being used, with a maximal difference of ~25% between fermentations where no DAP was added versus addition at the start of the fermentation. The effect of the timing ofDAP addition on the expression of CARJ during fermentation was analyzed via northern transfer and the relative levels of CARl expression were determined. The trends in expression can be correlated to the nitrogen data and be used to partially explain differences in EC formation between the treatments. EC was quantified at the end of fermentation by GC/MS. In Montrachet yeast, a significant positive correlation was found between the timing of DAP addition, from early to late, and the final EC concentration m the wine (r = 0.9226). In one of the fermentations, EC levels of 30.5 ppb was foimd when DAP was added at the onset of fermentation. A twofold increase (69.5 ppb) was observed when DAP was added after 75% of the sugars were metabolized. When no DAP was added, the ethyl carbamate levels are comparable at a value of 38 ppb. In contrast, the timing of DAP additions do not affect the level EC produced by the yeast ECU 18 in this manner. The study of additional yeast strains shows that the effect of DAP addition to fermentations is strain dependent. Our results reveal the potential importance of the timing of DAP addition to grape must with respect to EC production, and the regulatory effect of DAP additions on the expression of genes in the pathway for arginine metabolism in certain wine yeast strains.

Alternative strategies for deciphering the genetic architecture of childhood Pre-B acute lymphoblastic leukemia

La leucémie lymphoblastique aigüe (LLA) est une maladie génétique complexe. Malgré que cette maladie hématologique soit le cancer pédiatrique le plus fréquent, ses causes demeurent inconnues. Des études antérieures ont démontrées que le risque à la LLA chez l’enfant pourrait être influencé par des gènes agissant dans le métabolisme des xénobiotiques, dans le maintient de l’intégrité génomique et dans la réponse au stress oxydatif, ainsi que par des facteurs environnementaux. Au cours de mes études doctorales, j’ai tenté de disséquer davantage les bases génétiques de la LLA de l’enfant en postulant que la susceptibilité à cette maladie serait modulée, au moins en partie, par des variants génétiques agissant dans deux voies biologiques fondamentales : le point de contrôle G1/S du cycle cellulaire et la réparation des cassures double-brin de l’ADN. En utilisant une approche unique reposant sur l’analyse d’une cohorte cas-contrôles jumelée à une cohorte de trios enfants-parents, j’ai effectué une étude d’association de type gènes/voies biologiques candidats. Ainsi, j’ai évaluer le rôle de variants provenant de la séquence promotrice de 12 gènes du cycle cellulaire et de 7 gènes de la voie de réparation de l’ADN, dans la susceptibilité à la LLA. De tels polymorphismes dans la région promotrice (pSNPs) pourraient perturber la liaison de facteurs de transcription et mener à des différences dans les niveaux d’expression des gènes pouvant influencer le risque à la maladie. En combinant différentes méthodes analytiques, j’ai évalué le rôle de différents mécanismes génétiques dans le développement de la LLA chez l’enfant. J’ai tout d’abord étudié les associations avec gènes/variants indépendants, et des essaies fonctionnels ont été effectués afin d’évaluer l’impact des pSNPs sur la liaison de facteurs de transcription et l’activité promotrice allèle-spécifique. Ces analyses ont mené à quatre publications. Il est peu probable que ces gènes de susceptibilité agissent seuls; j’ai donc utilisé une approche intégrative afin d’explorer la possibilité que plusieurs variants d’une même voie biologique ou de voies connexes puissent moduler le risque de la maladie; ces travaux ont été soumis pour publication. En outre, le développement précoce de la LLA, voir même in utero, suggère que les parents, et plus particulièrement la mère, pourraient jouer un rôle important dans le développement de cette maladie chez l’enfant. Dans une étude par simulations, j’ai évalué la performance des méthodes d’analyse existantes de détecter des effets fœto-maternels sous un design hybride trios/cas-contrôles. J’ai également investigué l’impact des effets génétiques agissant via la mère sur la susceptibilité à la LLA. Cette étude, récemment publiée, fût la première à démontrer que le risque de la leucémie chez l’enfant peut être modulé par le génotype de sa mère. En conclusions, mes études doctorales ont permis d’identifier des nouveaux gènes de susceptibilité pour la LLA pédiatrique et de mettre en évidence le rôle du cycle cellulaire et de la voie de la réparation de l’ADN dans la leucémogenèse. À terme, ces travaux permettront de mieux comprendre les bases génétiques de la LLA, et conduiront au développement d’outils cliniques qui amélioreront la détection, le diagnostique et le traitement de la leucémie chez l’enfant.

Évaluation de la fréquence des micronoyaux et du potentiel clastogène et/ou aneugène du benzo-a-pyrène suite à une exposition in vitro des lymphocytes humains

Le benzo-a-pyrène (BaP) est un cancérogène reconnu pour l'homme, contaminant présent dans notre environnement. Il cause des dommages à l'ADN que nous avons mesurés dans les lymphocytes exposés à de faibles concentrations de BaP, provenant de 20 jeunes volontaires non fumeurs et en santé. Suite à l’exposition, la fréquence des micronoyaux (MN) augmente significativement et décrit une courbe dose-réponse non linéaire, suggérant le déclenchement du processus de détoxification et la réparation de l’ADN. Des différences entre les individus et entre les sexes sont présentes dans la réponse génotoxique produite par le BaP. Le test des aberrations chromosomiques montre que le pourcentage de chromosomes cassés augmente significativement dans les cellules exposées au BaP. Combinés avec l'augmentation de la fréquence des MN, nos résultats confirment l'effet clastogène du BaP déjà rapporté dans la littérature. L’hybridation in situ en fluorescence (FISH) des MN avec une sonde pancentromérique est aussi utilisée pour établir leur mécanisme de formation. La FISH révèle que la majorité des MN formés après une exposition au BaP contient un centromère et plus, ce qui est significativement différent de la condition non exposée. Plus précisément, dans nos conditions expérimentales, les MN induits par le BaP contiennent surtout trois centromères et plus, indiquant également la présence d'un effet aneugène. L'effet clastogène du BaP est relié à son rôle d'initiateur dans la cancérogenèse, alors que l'effet aneugène le relierait à l'étape de progression. Ces résultats sont importants puisque l'exposition aux composés de la classe du BaP est de longue durée (cigarette, air pollué).

Modélisation toxicocinétique du benzo(a)pyrène et 3-hydroxybenzo(a)pyrène pour l’interprétation des données de surveillance biologique de l’exposition chez les travailleurs

De nombreux travailleurs sont exposés aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Le benzo(a)pyrène (BaP) fait partie de ce groupe de polluants. Cette substance a été classée cancérogène reconnu chez l’humain. Pour évaluer l'exposition aux HAP cancérogènes, plusieurs chercheurs ont proposé d’utiliser la mesure du 3-hydroxybenzo(a)pyrène (3-OHBaP) dans l’urine des travailleurs exposés. Dans le cadre du présent projet, deux approches de modélisation ont été développées et appliquées pour permettre une meilleure compréhension de la toxicocinétique du BaP et son biomarqueur d’intérêt actuel, le 3-OHBaP, et pour aider à interpréter les résultats de surveillance biologique. Un modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a été développé sur la base des données préalablement obtenues sur le rat par notre groupe. Selon le modèle, le BaP injecté par voie intraveineuse est rapidement distribué du sang vers les tissus (t½ ≈ 4 h), avec une affinité particulière pour les poumons et les composantes lipidiques des tissus. Le BaP est ensuite distribué vers la peau et le foie. Au foie, le BaP est promptement métabolisé et le 3-OHBaP est formé avec une demi-vie de ≈ 3 h. Le métabolisme pulmonaire du BaP a également été pris en compte, mais sa contribution à la cinétique globale du BaP a été jugée négligeable. Une fois formé, le 3-OHBaP est distribué vers les différents organes presque aussi rapidement que la molécule mère (t½ ≈ 2 h). Le profil temporel du 3-OHBaP dans le rein montre une accumulation transitoire en raison de la différence observée entre le taux d’entrée (t½ = 28 min) et le taux de sortie (t½ = 4,5 h). La clairance totale de 3-OHBaP du corps est principalement gouvernée par le taux de transfert de la bile vers le tractus gastro-intestinal (t½ ≈ 4 h). Le modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a réussi à simuler un ensemble indépendant de profils urinaires publiés sur le 3-OHBaP. Ce modèle toxicocinétique à compartiments s'est avéré utile pour la determination des facteurs biologiques déterminants de la cinétique du BaP et du 3-OHBaP. Par la suite, un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PCBP) reproduisant le devenir du BaP et du 3-OHBaP chez le rat a été construit. Les organes (ou tissus) représentés comme des compartiments ont été choisis en fonction de données expérimentales obtenues in vivo chez le rat. Les coefficients de partition, les coefficients de perméabilité, les taux de métabolisation, les paramètres d'excrétion, les fractions absorbées et les taux d'absorption pour différentes voies d’exposition ont été obtenus directement à partir des profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP. Les valeurs de ces derniers paramètres ont été calculées par des procédures Monte-Carlo. Des analyses de sensibilité ont ensuite été réalisées pour s’assurer de la stabilité du modèle et pour établir les paramètres les plus sensibles de la cinétique globale. Cette modélisation a permis d’identifier les facteurs déterminants de la cinétique: 1) la sensibilité élevée des paramètres de la métabolisation hépatique du BaP et du 3-OHBaP ainsi que du taux d'élimination; 2) la forte distribution du BaP dans les poumons par rapport à d'autres tissus; 3) la distribution considérable du BaP dans les tissus adipeux et le foie; 4) la forte distribution du 3-OHBaP dans les reins; 5) le transfert limité du BaP par la diffusion tissulaire dans les poumons; 6) le transfert limité du 3-OHBaP par la diffusion tissulaire dans les poumons, les tissus adipeux et les reins; 7) la recirculation entéro-hépatique significative du 3-OHBaP. Suite à des analyses de qualité des ajustements des équations du modèle aux données observées, les probabilités que les simulations reproduisent les données expérimentales par pur hasard se sont avérées toujours inférieures à 10% pour les quatre voies d’exposition : intraveineuse, orale, cutanée et respiratoire. Nous avons extrapolé les modèles cinétiques du rat à l’humain afin de se doter d’un outil permettant de reconstituer les doses absorbées chez des travailleurs exposés dans diverses industries à partir de mesures de l'évolution temporelle du 3-OHBaP dans leur urine. Les résultats de ces modélisations ont ensuite été comparés à ceux de simulations obtenues avec un modèle toxicocinétique à compartiment unique pour vérifier l’utilité comparative d’un modèle simple et complexe. Les deux types de modèle ont ainsi été construits à partir de profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP sur des rats exposés. Ces données ont été obtenues in vivo par voie intraveineuse, cutanée, respiratoire et orale. Ensuite, les modèles ont été extrapolés à l’humain en tenant compte des déterminants biologiques essentiels des différences cinétiques entre le rat et l’humain. Les résultats ont montré que l'inhalation n'était pas la principale voie d'exposition pour plusieurs travailleurs étudiés. Les valeurs de concentrations de BaP dans l’air utilisées afin de simuler les profils d’excrétion urinaire chez les travailleurs étaient différentes des valeurs de concentrations de BaP mesurées dans l’air. Une exposition au BaP par voie cutanée semblait mieux prédire les profils temporels observés. Finalement, les deux types de modélisation se sont avérés utiles pour reproduire et pour interpréter les données disponibles chez des travailleurs.