EFFET DES NANOPARTICULES DE DIOXYDE DE TITANE SUR STRAMONITA HAEMASTOMA

Abstract

Nanoparticles (NPs) are the basis of nanotechnology, occupying an increasingly important place both in industrial processes and in biomedical research. As a consequence, their increasing release into the environment represents the scientific basis for ecotoxicological risk assessment. It is therefore necessary to evaluate their fate and impacts in the environment. Nevertheless, data on their potential toxicity to living organisms remain insufficient, particularly at the molecular level. In this context, in order to respond to the problematic of ecotoxicological risks related to NPs, an experiment including our experimental approach has been programmed. However, due to the state of health to which we have recently been exposed, it could not be carried out. It was supposed to include a study of the toxicity of titanium dioxide (TiO2) NPs by evaluating the responses of different biomarkers associated with environmental pollution at increasing concentrations in a gastropod mollusc Stramonita haemastoma collected from a site located in the west of Annaba Gulf, at the level of its digestive gland. For this purpose, it was chosen to establish a multi-marker approach (reduced glutathione (GSH), malondialdehyde (MDA), specific activity of glutathione S-transferase (GST), catalase (CAT) and acetylcholinesterase (AChE)). After a rigorous analysis of the data obtained from the experimental studies carried out previously, the results highlighting the effects of TiO2 NPs on different aquatic organisms, it has been shown that this exposure causes, on the one hand, a significant reduction in the rate of GSH and a significant increase in the rate of MDA. On the other hand, an inhibition of AChE activity which results in a neurotoxic effect of TiO2 NPs, and an increase in CAT and GST activities. Indeed, the use of the bioindicator species Stramonita haemastoma as a biological model and an integrative approach combining chemical and ecotoxicological measurements would be a good way to qualify the health status of the organism and assess the overall quality of the study site. ----------------------------------------------------------------------------------------- تشكل الجسيمات النانوية (NPs) أساس النانوتكنولوجيا التي تحتل مكانًا متزايد الأهمية ، سواء في العمليات الصناعية أو في البحوث الطبية الحيوية ، مما يؤدي إلى زيادة إلقائها في البيئة ، هذا ما يمثل الأساس العلمي لتقييم مخاطر السمية الايكولوجية. لذلك من الضروري تقييم مصيرهم و لاسيما تأثيرهم على البيئة. ومع ذلك ، فإن البيانات المتعلقة بسميتها المحتملة للكائنات الحية لا تزال غير كافية ، خاصة على المستوى الجزيئي. في هذا السياق، استجابة لمشكلة مخاطر السمية الايكولوجية المرتبطة بـالجسيمات النانوية، تمت برمجة دراسة تشمل النهج التجريبي المتبع. نظرا للوضعية الصحية الوبائية التي تعرضنا لها مؤخرًا، لم نتمكن من تحقيقها. كان من المفترض أن تتضمن دراسة عن سمية جسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم TiO2)) من خلال تقييم في الغدة الهضمية لنوع من الرخويات بطنية القدم Stramonita haemastoma التي تم جمعها من موقع يقع غرب خليج عنابة، استجابات المؤشرات الحيوية المختلفة المرتبطة بالتلوث البيئي بتركيزات متزايدة. لهذا ، تم اختيار مراقبة منهج متعدد المؤشرات (مستوى الجلوتاثيون المرجع (GSH) ، مالونديالديهايد (MDA) ، النشاط المحدد للجلوتاثيون S-ترانسفيراز (GST) ، الكاتلاز (CAT) و الاستيلكولينستراز (AChE). بعد تحليل الدقيق للبيانات التي تم الحصول عليها من الدراسات التجريبية التي أجريت سابقًا ، مكننا من إستخراج النتائج التي تسلط الضوء على تأثيرات جسيماتTiO2 على الكائنات المائية المختلفة ، وقد تبين أن هذا التعرض يسبب من ناحية ، انخفاض كبير في مستوى GSH وزيادة كبيرة في مستوى MDA. من ناحية أخرى ، يؤدي إلى تثبيط نشاط إنزيم الأسيتيل كولينستريز نتيجة التأثير السمي العصبي لـلجسيمات النانوية (TiO2)، وزيادة نشاط CAT و GST. بالاضافة الى ذلك ، فإن استخدام Stramonita haemastoma كنموذج بيولوجي ومنهج تكاملي يجمع بين التحاليل الكيميائية والسمية الايكولوجية تعد وسيلة جد هامة لتقييم الحالة الصحية للكائن الحي خاصة والنظام البيئي للموقع المدروس بشكل عام. ------------------------------------------------------------------------------- Les nanoparticules (NPs) constituent la base de la nanotechnologie occupant une place de plus en plus importante, tant dans les procédés industriels que dans la recherche biomédicale ce qui a pour conséquence leur rejet croissant dans l’environnement représentant la base scientifique pour l’évaluation des risques écotoxicologiques. Il est donc nécessaire d’évaluer leur devenir et leurs impacts dans l'environnement. Néanmoins, les données sur leur toxicité potentielle pour les organismes vivants restent insuffisantes, notamment à l’échelle moléculaire. Dans ce contexte, pour répondre à la problématique des risques écotoxicologiques liés aux NPs, une expérience incluant notre démarche expérimentale a été programmée. Cependant, en raison de l’état de santé auquel on a récemment été exposé on n’a pas pu la réaliser. Elle était censée inclure une étude de la toxicité des NPs de dioxyde de titane (TiO2) en évaluant chez un Mollusque Gastéropode Stramonita haemastoma récolté à partir d’un site qui se situe à l’Ouest du Golfe d’Annaba, au niveau de sa glande digestive, les réponses de différents biomarqueurs associés à la pollution environnementale à des concentrations croissantes. Pour cela il a été choisi d’établir un suivi d’une approche multi-marqueurs (taux du glutathion réduit (GSH), du malondialdéhyde (MDA), l’activité spécifique de la glutathion S-transférase (GST), de la catalase (CAT) et de l’acétylcholinésterase (AChE)). Après une analyse rigoureuse des données obtenues à partir des études expérimentales réalisées auparavant, on a pu faire ressortir les résultats qui mettent en évidence les effets des NPs de TiO2 sur les différents organismes aquatiques, il a été montré que cette exposition provoque d’une part, une réduction significative du taux de GSH et une augmentation significative du taux de MDA. D’autre part, une inhibition de l’activité d’AChE qui se traduit par un effet neurotoxique des NPs de TiO2, et une augmentation de l’activité de la CAT et de la GST. En effet, l’utilisation de l’espèce bioindicatrice Stramonita haemastoma comme modèle biologique et une approche intégrative associant des mesures chimiques et écotoxicologiques représenteraient un bon moyen pour qualifier l’état de santé de l’organisme et évaluer la qualité globale du site étudié.