Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Darmstadt.

Aus früheren Untersuchungen ist bekannt, dass Fleischerzeugnisse höhere Gehalte an polychlorierten Biphenylen (PCB) und polychlorierten Dibenzo-p-dioxinen bzw. polychlorierten Dibenzofuranen (PCDD/F) aufweisen als das unverarbeitete Fleisch selbst. Aufgrund dessen war es Ziel dieser Arbeit, mögliche Kontaminationsquellen für diese Substanzen in Fleischerzeugnissen zu finden. Als Einstieg in die Thematik wurden Bratwurstproben auf ihren WHO-PCB- und WHO-PCDD/F-TEQ untersucht. Dabei hat man auch Produktionsgeräte für Fleischerzeugnisse auf ihr Potential geprüft, diese mit den genannten Substanzen zu kontaminieren. Bei den weiteren Arbeiten wurde besonderes Augenmerk auf die Untersuchung von verschiedenen Gewürzen und Gewürzextrakten gelegt. Wiesen Gewürze Kontaminationen mit den genannten Stoffen auf, wurde möglichen Ursachen nachgegangen. Eine weitere, wichtige Fragestellung war in diesem Zusammenhang, ob und in welchem Ausmass PCBs und Dioxine durch die Extraktion der Gewürze mit organischen Lösemitteln bzw. überkritischem CO2 in den Extrakt übergehen können. Die Bestimmung der WHO-PCDD/F- bzw. WHO-PCB-TEQ in Gewürzen erfolgte nach einem von uns speziell für Gewürze entwickeltem, aufwendigem Clean-Up mittels Kapillargaschromatographie und anschließender hochauflösender Massenspektrometrie (HRGC-HRMS). Die Abtrenn- und Aufreinigungsschritte umfassten (i) Gefriertrocknung, (ii) Homogenisation mit Zusatz an internem Standard, (iii) Separierung mittels beschleunigter Lösemittelextraktion; (iv) verschiedene nacheinander geschaltete Flüssigchromatographie-Schritte (Gelpermeation; Florisil; schwefelsaures Kieselgel; Aktivkohle). Zusammenfassend lässt sich an Einzelergebnissen festhalten: - Aufgrund der Untersuchung von Bratwurstproben (aus einem Zeitraum von zwei Jahren) waren betriebsspezifische Ursachen wie Betriebseinrichtungen - z.B. veraltete Geräte oder ähnliches - für eine Kontamination von Fleischerzeugnissen mit PCB oder Dioxinen nicht grundsätzlich auszuschließen. Sie sind aber wenig wahrscheinlich. - Lediglich bei der Verwendung von über 40 Jahre alten Geräten ergab sich eine Tendenz zur Kontamination von Fleischerzeugnissen mit PCB, aber nicht mit Dioxinen. - Bei der Untersuchung von Gewürzen wurde festgestellt, dass Blattgewürze tendenziell höhere PCB- und Dioxingehalte aufweisen als andere Gewürzarten. - Weder das Erntejahr noch der Erntezeitpunkt (unterschiedliche Wachstumsstadien) sind ausschlaggebend für eine stark variierende Kontamination mit den Analyten. - Bei Aufschlüsselung der einzelnen Proben nach deren Herkunft zeigte sich, dass eine Kontamination standortspezifisch hervorgerufen werden kann. - Die Trocknung (in verschiedenen Varianten) und weitere bei Blattgewürzen gängige Verarbeitungsschritte sind aufgrund der erzielten Ergebnisse als Ursache für die höheren PCB- bzw. Dioxingehalte in Blattgewürzen auszuschließen. - Die Untersuchung von Gewürzextrakten zeigte, dass bei einer CO2-Extraktion PCB und Dioxine zu einem geringeren Grad im Extrakt angereichert werden, als dies bei einer Fest-Flüssigextraktion mit organischen Lösemitteln der Fall ist. Insgesamt betrachtet, kann die Verwendung von naturbelassenen, höchstens getrockneten Gewürzen zu keiner derartigen Kontamination von Fleischerzeugnissen mit PCB oder Dioxinen führen, dass die damit hergestellten Produkte aufgrund einer Überschreitung der gesetzlichen Höchstwerte beanstan¬det werden würden. In einem Rechenmodell ließ sich zeigen, dass bei der Herstellung von Fleisch-erzeugnissen die Verwendung von Gewürzextrakten, die mit organischen Lösungsmitteln hergestellt wurden, einen höheren Eintrag an PCB und Dioxinen im fertigen Fleischerzeugnis hervorruft als dies bei entsprechender Produktion mit naturbelassenen Gewürzen (bei üblichen Einsatzmengen) der Fall ist. Bei Flüssig-CO2-Extrakten hingegen fand im Vergleich zu naturbelassenen Gewürzen ein geringerr Eintrag an PCB und Dioxinen statt. / Previous investigations have already shown that meat products contain higher levels of polychlorinated biphenyls (PCB) and polychlorinated dibenzo-p-dioxines or polychlorinated dibenzo-furanes (PCDD/F) than row meat itself. Hence, the aim of this work was to find out potential sources of the contamination with these substances in meat products. We started our project with the analysis of sausages (Bratwurst) determining the content of WHO-PCB- and WHO-PCDD/F-TEQ. In addition, we checked the meat products manufacturing equipments, in order to evaluate their potential to contaminate the products with the mentioned environmental pollutants. Thereafter, we focused our work on the analysis of different spices and spices extracts. If contamina-tion of the spices with the organohalogen compounds occurred, the reasons had to be found out. Another important question was to clarify, whether or at which extent a crossing over of PCBs and dioxins occurs by the extraction of spices using solvent or supercritical CO2 extraction, respectively. The determination of WHO-PCB- and WHO-PCDD/F-TEQ in spices was carried out employing an extensive clean-up, specifically developed by us for spices, by high resolution gas chromatography and subsequent high resolution mass spectrometry (HRGC-HRMS). Separation and enrichment of the target compounds were achieved by a number of liquid chromatographic steps, i.e. (I) lyophilising the sample material; (ii) homogenisation and addition of an internal standard; (iii) liquid chromatography (gel permeation; florisil; sulphuric acid silica gel; active charcoal). Following results and conclusions can be summarized: - Based on the analyses of sausages (of a two-years period) company-specific reasons for a contamination with PCB or dioxins cannot be excluded. But in fact, these reasons (such as installations and meat products manufacturing equipments) are considered to be less probable. - Old equipments, 40 or more years old, appeared to be able to contaminate the processed meat products with PCB, but not with dioxins. - Results obtained by our studies of spices revealed the tendency that herbs show a higher PCB and dioxin content than other types of spices. - Neither the harvesting year nor the harvesting time (different growth stages) seem to determine the high variability observed in the contents of the contaminants. - Classifying the results according to their provenance, the location was found to be a key factor. - The different manufacturing processes, including the critical drying phase, were excluded as a source of contamination with PCB and dioxins in herbs. - CO2-extraction of spices showed reduced levels on PCB and dioxins in comparison with those observed after conventional extraction using organic solvents. Summarizing, we can affirm that the use of spices, genuine or dried, in the manufacturing of meat products does not increase the levels of PCB or dioxins in such a way that they would exceed the legal requirements. Using a mathematical model we showed that the PCB and dioxin levels are higher than using genuine spices, when in the manufacturing of meat products spice extracts obtained by a conventional extraction method with organic solvents are used. The PCB and dioxins levels in meat products were lower when spice CO2-extracts were used instead of genuine spices.

Des études épidémiologiques ont montré que l’exposition à certains xénobiotiques est associée à une augmentation de la prévalence des maladies métaboliques. L’Homme est exposé à des mélanges de xénobiotiques de manière chronique et inévitable. Nous avons étudié les effets de l’interaction de deux xénobiotiques sur le métabolisme du foie, organe majeur de détoxification de l’organisme. Nous avons choisi deux perturbateurs endocriniens et polluants organiques persistants, qui activent des voies de signalisation différentes: la 2, 3, 7, 8 tétrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD), agissant via le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR), et l’α-endosulfan, un pesticide organochloré, qui peut agir via la voie du récepteur aux oestrogènes (ER) ou du récepteur X aux pregnanes (PXR). Notre objectif est de déterminer l’effet du mélange de ces polluants par rapport à chaque polluant isolé sur la régulation de certaines voies du métabolisme hépatique in vitro dans la lignée hépatocytaire humaine, HepaRG. Dans une première publication, une étude du transcriptome de cellules HepaRG différenciées a été effectuée. Ces cellules ont été exposées pendant 30 heures à 25nM de TCDD, 10μM d’α-endosulfan, ou au mélange. Nous avons observé que le mélange inhibe fortement l’expression de certains gènes impliqués dans le métabolisme glucidique et dans celui des alcools. Dans une seconde étude, nous avons donc étudié le mécanisme d’action du mélange sur le métabolisme glucidique. L’expression de deux gènes de la néoglucogenèse hépatique, le transporteur de glucose 2 (Glut2) et la glucose 6 phosphatase (G6Pc), est réduite de plus de 80% par le mélange. L’expression d’autres gènes du métabolisme glucidique (pyruvate kinase, glycogène synthase, glycogène phosphorylase, pyruvate déhydrogénase 2) est aussi diminuée, suggérant que le mélange peut affecter ce métabolisme de manière significative. De plus, la production de glucose diminue de 80% avec le mélange dans des conditions néoglucogéniques. En condition glycolytique, l’oxydation du glucose en CO2 diminue de 30% après 72 heures d’exposition au mélange. Un traitement à plus long terme (8 jours) avec des doses plus faibles des polluants (0.2 à 5nM de TCDD, 3μM d’α-endosulfan) diminue aussi l’expression de la G6Pc et de Glut2. Nous avons montré que la TCDD active bien la voie du AhR, et que le ER est impliqué dans l’action de l’α-endosulfan. Dans la troisième partie de cette thèse, nous avons étudié la régulation de plusieurs enzymes impliquées dans le métabolisme de l’alcool (alcool déshydrogénases, ADHs, cytochrome P450 2E1, CYP2E1) après l’activation du AhR. Les agonistes du AhR entrainent la diminution de l’expression des ARNm des ADH1, 4, 6 et du CYP2E1 et des protéines correspondantes. Nous avons montré que cette régulation utilise la voie génomique du AhR. De plus, cet effet est également observé après traitement de 8 jours par de faibles doses de TCDD. L’exposition chronique de l’Homme à de faibles doses de xénobiotiques en mélange pourrait affecter le métabolisme glucidique hépatique et contribuer, en partie, au développement du syndrome métabolique. / Epidemiological studies have shown that exposure to certain xenobiotics is associated with an increased prevalence of metabolic diseases. Humans are exposed to mixtures of xenobiotics in a chronic and inevitable way. We studied the effects of the interaction of two xenobiotics on metabolism in the liver, the major organ for detoxification in the body. We chose two endocrine disruptors and persistent organic pollutants which activate different signaling pathways: 2,3,7,8 tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), which uses the AhR (Aryl hydrocarbon receptor) pathway, and α-endosulfan, an organochlorine pesticide, which acts via the PXR (pregnane X receptor) and/or the ER (estrogen receptor) pathway. Our aim was to determine the effects of this pollutant mixture, as compared to each pollutant alone, on the regulation in vitro of some hepatic metabolism pathways in the human hepatic cell line, HepaRG. In the first publication, a transcriptomic study of differentiated HepaRG cells was performed. The cells were exposed for 30h to 25nM TCDD, to 10 µM α-endosulfan or to the mixture. We observed that the mixture strongly inhibited the expression of some genes involved in the metabolism of glucose and alcohol. In the second study, we studied the mechanism of action of the mixture of pollutants on the metabolism of glucose. The expression of two genes involved in hepatic gluconeogenesis, glucose transporter 2 (GLUT2) and glucose-6-phosphatase (G6Pc), were reduced 80% by the mixture. The expression of other glucose metabolism genes (pyruvate kinase, glycogen synthase, glycogen phosphorylase, pyruvate dehydrogenase 2) also was decreased suggesting that the mixture might impact markedly carbohydrate metabolism. Furthermore, glucose production decreased 40% with the mixture under gluconeogenic conditions. Under glycolytic conditions, the oxidation of glucose into CO2 decreased 30% after 72h of exposure of the cells to the mixture. Long-term treatment (8 days) with lower doses (0.2 to 5 nM TCDD, 3 µM α-endosulfan) similarly decreased G6Pc and GLUT2 expression. We showed that TCDD activated the AhR pathway, and that ER was partly involved in the α-endosulfan effect. In the third part of this thesis, we studied the regulation of several enzymes involved in the metabolism of alcohol (alcohol dehydrogenase, ADH, cytochrome P450 2E1, CYP2E1) after activation of AhR. AhR agonists led to a decrease in the amounts of mRNAs for ADH1, 4, 6 and CYP2E1 and the corresponding proteins. We showed that this regulation uses the AhR genomic pathway. Furthermore, this effect was also observed after 8 days of treatment with lower doses of TCDD. Chronic exposure of individuals to low doses of xenobiotics in mixtures might significantly affect hepatic carbohydrate metabolism and be a contributing factor for the development of the metabolic syndrome.

Die Publikation dokumentiert die Ergebnisse eines Forschungsvorhabens zum Übergang von Dioxinen und dioxin-ähnlichen Verbindungen vom Boden über das Grasfutter in Weiderinder. An sechs Standorten in Sachsen wurde festgestellt, dass auch bei sehr geringen Gehalten im Boden ein Übergang zum Futter und auch in das Weiderind stattfindet. Die Gruppe der dioxin-ähnlichen Verbindungen zeigte eine besondere Bedeutung, da ihr Anteil entlang dieser Wirkungskette deutlich anstieg. Eine Überschreitung von Höchstgehalten wurde nicht festgestellt, auch nicht im Rindfleisch. Die Veröffentlichung richtet sich an Vertreter von Fachbehörden und Forschungseinrichtungen, aber auch an Landwirte und die interessierte Öffentlichkeit. Dioxine1 (PCDD/F) und dioxinähnliche Polychlorierte Biphenyle (dl-PCB) sind eine Stoffgruppe von extrem hoher toxikologischer Relevanz und können daher schon in geringsten Konzentrationen bedeutsam sein. Das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, die Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft und die Landesuntersuchungsanstalt für das Gesundheits- und Veterinärwesen Sachsen vereinbarten eine vertiefte Zusammenarbeit im Themenbereich Dioxine in Form einer gemeinsamen Arbeitsgruppe (AG Dioxine), um mögliche Zusammenhänge zwischen der Dioxin-Belastung der Umwelt und den erzeugten Lebens- und Futtermitteln zu betrachten. Redaktionsschluss: 18.02.2019

L'insuffisance rénale chronique (IRC) est associée à une importante morbidité et mortalité cardio-vasculaire, à laquelle participent la dysfonction endothéliale. Les patients IRC présentent de plus une susceptibilité accrue aux thromboses qu’elles soient veineuses ou artérielles. Les toxines urémiques sont des solutés s'accumulant dans le sérum et les tissus des patients IRC. Parmi elles, les toxines urémiques liées aux protéines ont une toxicité endothéliale démontrée in vitro. Nous avons démontré que l’indoxyl sulfate (IS) et l’indole acetic acide (IAA), deux toxines liées aux protéines provoquent un phénotype pro coagulant de cellules endothéliales en culture via une production accrue de facteur tissulaire (FT). Le facteur tissulaire est un facteur membranaire procoagulant qui initie la cascade de la coagulation en activant le facteur VII via la voie extrinsèque. Nous avons aussi démontré que la production de FT passe par une voie cellulaire préalablement connue pour son implication dans les processus de detoxification : la voie de l’aryl hydrocarbon receptor (AHR). Dans notre travail, nous montrons que l’IS et l’IAA ont un comportement similaire à l’intoxication par la dioxine. Le lien entre FT et AHR n’avait jamais été démontré auparavant. En conclusion, l’IS et l’IAA participent à la dysfonction endothéliale des patients IRC et à la surmortalité cardiovasculaire, en augmentant la production endothéliale de FT et ainsi en provoquant un phénotype pro coagulant des cellules endothéliales. La voie AHR constitue une cible thérapeutique très intéressante dans la problématique de la surmortalité cardiovasculaire des patients IRC. / Chronic kidney disease (CKD) is associated with significant morbidity and cardiovascular mortality, which involves chronic inflammation, oxidative stress and endothelial dysfunction. CKD patients have a higher risk of venous or arterial thrombosis compared to general population. Uremic toxins are molecules that accumulate in the serum and organs of CKD patients. Among them, protein-bound uremic toxins are poorly removed by dialysis, and their endothelial toxicity had been well demonstrated in vitro. In this thesis, we demonstrated that indoxyl sulfate (IS) and indole acetic acid (IAA ), two protein-bound toxins can cause a pro coagulant phenotype of cultured endothelial cells through an increased production of tissue factor (TF ) Tissue factor is a membrane procoagulant factor that initiates the coagulation cascade by activating factor VII via the extrinsic pathway. We also demonstrated that TF increase was produced via a cellular pathway previously known to be involved in the detoxification processes: the aryl hydrocarbon receptor pathway (AHR) . The canonical ligand of AHR is dioxin, well known for its cardiovascular adverse effects. In this work, we showed that IS and IAA had a “dioxin- like effect”. The link between FT and AHR had never been shown earlier. CKD constitutes an endogenous situation similar to dioxin poisoning. In conclusion, the IS and IAA are involved in endothelial dysfunction in CKD patients and cardiovascular mortality by increasing the endothelial production of TF and thus causing a pro- coagulant phenotype of endothelial cells. AHR pathway is a very interesting therapeutic target in the problematic of cardiovascular mortality in CKD patients .

Le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR) est un facteur de transcription de la famille bHLH/PAS, activé par différents ligands exogènes dont les hydrocarbures aromatiques polycycliques ou halogénés (dioxines). A ce titre, il est décrit historiquement comme un récepteur de xénobiotiques dont le principal rôle est l'élimination de ces composés via la régulation des enzymes du métabolisme des xénobiotiques. Toutefois, des études récentes menées à l'aide de modèles souris invalidées pour le AhR, suggèrent indirectement que cette protéine régule des fonctions endogènes, notamment dans le système nerveux de mammifères dans lequel aucun rôle du AhR n'a jusqu'à présent été démontré. Nous avons donc utilisé le modèle de souris C57BL/6J AhR-/- pour mener à la fois des études comportementales et mécanistiques afin de déterminer ce rôle. Tout d'abord, nous avons identifié un défaut oculomoteur chez les souris AhR-/-, caractérisé par des mouvements spontanés horizontaux. En étudiant l'ensemble des circuits neurosensoriels potentiellement impliqués dans ce nystagmus pendulaire, nous avons montré que son origine est liée à des déficits du système visuo-moteur. De plus, en caractérisant et comparant les profils d'expression génique des cervelets de souris AhR+/+ et AhR-/- traitées ou non par de la 2,3,7,8 TétraChloroDibenzo-p-Dioxine (TCDD), nous avons montré que ce polluant, ligand du AhR, perturbait les fonctions endogènes du récepteur. Cet effet de " perturbation endogène " a été retrouvé dans un autre organe et est associé à une toxicité (fibrose hépatique). Cette étude a permis d'identifier de nouvelles fonctions physiologiques du AhR dans le système nerveux des souris, de caractériser un nouveau modèle animal de nystagmus pendulaire et ouvre de nouvelles perspectives de travail en neurotoxicologie.

Le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR) est un facteur de transcription de la famille bHLH/PAS, activé par différents ligands exogènes dont les hydrocarbures aromatiques polycycliques ou halogénés (dioxines). A ce titre, il est décrit historiquement comme un récepteur de xénobiotiques dont le principal rôle est l’élimination de ces composés via la régulation des enzymes du métabolisme des xénobiotiques. Toutefois, des études récentes menées à l’aide de modèles souris invalidées pour le AhR, suggèrent indirectement que cette protéine régule des fonctions endogènes, notamment dans le système nerveux de mammifères dans lequel aucun rôle du AhR n’a jusqu’à présent été démontré. Nous avons donc utilisé le modèle de souris C57BL/6J AhR-/- pour mener à la fois des études comportementales et mécanistiques afin de déterminer ce rôle. Tout d’abord, nous avons identifié un défaut oculomoteur chez les souris AhR-/-, caractérisé par des mouvements spontanés horizontaux. En étudiant l’ensemble des circuits neurosensoriels potentiellement impliqués dans ce nystagmus pendulaire, nous avons montré que son origine est liée à des déficits du système visuo-moteur. De plus, en caractérisant et comparant les profils d’expression génique des cervelets de souris AhR+/+ et AhR-/- traitées ou non par de la 2,3,7,8 TétraChloroDibenzo-p-Dioxine (TCDD), nous avons montré que ce polluant, ligand du AhR, perturbait les fonctions endogènes du récepteur. Cet effet de « perturbation endogène » a été retrouvé dans un autre organe et est associé à une toxicité (fibrose hépatique). Cette étude a permis d’identifier de nouvelles fonctions physiologiques du AhR dans le système nerveux des souris, de caractériser un nouveau modèle animal de nystagmus pendulaire et ouvre de nouvelles perspectives de travail en neurotoxicologie. / The AhR is a basic helix-loop-helix Per/ARNT/Sim family (bHLH-PAS) transcription factor which is activated by many diverse compounds including polyphenols and aromatic hydrocarbons such as 2,3,7,8 TétraChloroDibenzo-p-Dioxin (TCDD). Initially, the AhR was described as a ubiquitous xenobiotic-activated transcription factor which promotes the elimination of xenobiotics by regulating the expression of genes involved in xenobiotic metabolism. However, mouse AhR knockout models have demonstrated that the AhR also regulates other normal physiological functions. In particular, functioning of the nervous system of mammals, previously unexplored in this respect, might depend upon the activity of the AhR. We, thus, performed behavioral and gene expression studies in AhR-/- mice to discover these functions. We, first, found that AhR-/- mice exhibit an oculomotor deficit which is characterized by spontaneous horizontal pendular eye movements that are probably due to a deficit in the visuo-motor circuitry. Second, we found that the cerebellar gene expression profiles of AhR-/- as compared to AhR+/+ mice resembled those of AhR+/+ mice treated with TCDD (the ligand with the highest affinity for the AhR). This suggests that TCDD disrupts some normal physiological functions of the AhR in the nervous system. Third, AhR-/- mice and AhR+/+ treated with TCDD both develop liver fibrosis. This further suggests a role for the AhR in normal liver function. In conclusion, this study reveals new physiological functions for the AhR in the mouse nervous system and describes a new model of pendular nystagmus. Moreover, the results also provide novel research perspectives in the field of neurotoxicology.

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Die Akkumulation von lipophilen und biologisch persistenten Chlorkohlenwasserstoffen in der Nahrungskette und die infolgedessen auftretende relativ hohe Belastung gestillter Säuglinge hat zu Besorgnissen hinsichtlich möglicher negativer Folgen für die Gesundheit dieser Kinder geführt. Ein Fokus der Arbeit ist Frage, ob der Kontamination von Humanmilch mit polychlorierten Dibenzo-p-dioxinen (PCDDs, 'Dioxine'), Dibenzofuranen (PCDFs, 'Furanen') und Biphenylen (PCBs) in Deutschland zu messbaren Veränderungen sensibler biologischer Parametern führt. Blut wurde im Alter von 11 Monaten von gestillten (für mindestens 4 Monate, n=80) und nicht gestillten Kindern (n=21) entnommen zur umfangreichen Untersuchung des Immunsystems, von biologischen Parametern im Plasma und von Parametern der Schilddrüsenfunktion. Die direkte Messung von PCDDs, PCDFs und PCBs im Plasma bei den Kindern und deren Müttern konnte die erwartete Akkumulation dieser Verbindungen bestätigen, die etwa 4-fach höheren Werten beim Kind (im Vergleich zu mütterlichen Werten) nach einer langen Stillperiode vom 40 Wochen entspricht. Es konnte keine signifikante Korrelation von den untersuchten biologischen Parametern mit den Fremdstoff-Konzentrationen gefunden werden. Somit konnten keine biologischen Effekte dieser in der Muttermilch ungewünschten Verbindungen nachgewiesen werden, und die bestehende Stillempfehlung konnte bekräftigt werden. Der zweite Fokus der Arbeit beschäftigt sich mit der Frage von biologischen Wirkungen bei zwei Frauen, die gegenüber der am meisten toxischen Dioxin-Verbindung exponiert wurden: 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD). Diese Frauen hatten die höchsten je beim Menschen gemessenen Konzentrationen, eine der beiden leidet unter einer schweren Chlorakne. Es wurde ein breites Spektrum immunologischer Parameter untersucht sowie die Aktivität der Cytochrome P450 1A2 (CYP1A2) Aktivität in der Leber, die mit dem Koffein-Test gemessen wurde. Zum Vergleich wurden zwei Kontrollgruppen bestehend aus 30 Nichtrauchern bzw. 20 starken Rauchern untersucht unter Verwendung der gleichen Methoden. Die Ergebnisse des Koffein-Tests zeigen eine ca. 10-fach höhere CYP1A2-Aktivität bei den hoch TCDD-exponierten Frauen, während Tabakrauch (durchschnittlich 28 Zigaretten pro Tag) zu einem maximal 1,8-fachem Anstieg führte. Die immunologischen Untersuchungen zeigten keine Hinweise auf einen starken Einfluss von TCDD bei den hochexponierten Frauen. Es bestätigte sich, dass der Mensch relativ wenig sensibel ist in Hinblick auf die toxischen Effekte von TCDD. / The accumulation of lipophilic and biologically persistent chlorinated hydrocarbons in the food chain and the following relatively high exposure of breast-fed infants has caused concern about possible negative health effects in these children. One focus of the document is the question whether the contamination of human milk with polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs, 'dioxins'), dibenzofurans (PCDFs, 'furans') and biphenyls (PCBs) in Germany leads to measurable changes of sensitive biological parameters. Blood was taken from breast-fed (for at least four months, n=80) and formula-fed infants (n=21) at the age of 11 months for extensive investigations regarding the immune system and biological parameters in plasma including those of the thyroid function. From direct measurements of PCDDs, PCDFs and PCBs in plasma of the children and their mothers, the expected accumulation of the compounds was confirmed, corresponding to about 4-times higher values in the infant (compared to maternal values) following a long duration of breast-feeding of 40 weeks. For the different biological parameters investigated, no significant correlation with concentrations of the xenobiotics was found. Therefore, biological effects of these unwanted compounds in human milk. could not be detected, and the existing recommendation for breast-feeding was emphasized. The second focus of the document is the investigation of biological changes in two women exposed to the most toxic dioxin: 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD). These women had the highest concentrations of this compound ever measured in adults, one of them suffering from severe chloracne. A broad panel of immunological parameters was measured as well as hepatic cytochrome P450 1A2 (CYP1A2) activity using the caffeine test. For comparison, two age-matched control groups of 30 non-smokers and 20 heavy smokers were studied using the same methods. Results of caffeine tests showed an about 10-fold increase of CYP1A2 activity in the highly TCDD-exposed women, whereas tobacco smoke (28 cigarettes per day on average) was found to increase the activity 1.8-times maximally. Immunological investigations did not reveal a strong impact of TCDD in these highly exposed women. These results confirm that humans are relatively insensitive to the toxic effects of dioxins.

La formation de la gaine de myéline est un processus complexe et finement régulé. Une altération de l’expression des gènes codant pour les protéines structurales de cette gaine entraine de graves neuropathies démyélinisantes. Notre objectif est d’identifier de nouvelles voies de signalisation capables de moduler l’expression de ces gènes. Les cellules de Schwann et les oligodendrocytes contiennent et synthétisent de grande quantité de dérivés oxydés du cholestérol : les oxystérols. Ces molécules sont connues pour leurs rôles dans le maintien de l’homéostasie du cholestérol et dans la progression des maladies neurodégénératives. Les oxystérols peuvent être classés en deux groupes : ceux dont l’oxydation a lieu sur la chaine carbonée latérale (25OH) et ceux qui portent une oxydation sur l’un des cycles du cholestérol (7KC). Nous nous sommes tout d’abord intéressés à la première catégorie d’oxystérols. Nous avons montré que le 25OH, réprimait l’expression des gènes de la myéline périphérique P0 et PMP22. Cette activité répressive était le fruit d’un mécanisme direct conduisant à une augmentation de la quantité des LXRs liés à leurs éléments de réponse sur les promoteurs des gènes de la myéline, et d’un mécanisme indirect provoquant une diminution de l’activité de la voie Wnt/β-caténine. En revanche, dans le SNC, nos résultats indiquent que le 25OH active l’expression des gènes de la myéline PLP et MBP. Le traitement, par ces oxystérols, de cultures organotypiques de cervelet démyélinisées par la lysolécithine permet une remyélinisation des axones des cellules de Purkinje. Nous nous sommes ensuite penchés sur le rôle du corégulateur transcriptionnel RIP140. Ce dernier peut soit agir comme un corépresseur soit comme un coactivateur. Il peut interagir avec le LXR. L’invalidation de RIP140 dans le poisson zèbre altère les gaines de myéline. Nous avons montré que RIP140 possédait des rôles bivalents dans la régulation de la myélinisation. En effet, il est capable d’activer mais aussi de réprimer l’activité transcriptionnelle de P0 et de PMP22. Enfin, nous nous sommes intéressés à la seconde catégorie d’oxystérols. Le 7KC est l’oxystérol majoritairement présent dans le SNP et la CS. Il est connu pour moduler l’action du récepteur aux dioxines : le AhR. Ce récepteur a été très largement étudié dans un cadre toxicologique. Cependant ses rôles et ses ligands endogènes restent à ce jour encore assez méconnus. Nos résultats indiquent que le AhR est impliqué dans le contrôle de l’expression des gènes de la myéline périphérique. L’invalidation du AhR, chez la souris, provoque des anomalies structurales de la gaine de myéline conduisant à des déficits moteurs. Cette étude a permis de mieux comprendre les dialogues entre les voies de signalisation gouvernant le processus de myélinisation. Ce travail apporte également de nouvelles perspectives thérapeutiques des maladies neurodégénératives comme la CMT1A ou la sclérose en plaques. / The myelination of axons is a complex process performed by Schwann cells (SC) and by oligodendrocytes (OL) respectively in the peripheral nervous system (PNS) and in the central nervous system (CNS). A slight change in expression of myelin structural proteins has a deep impact on the development and preservation of nerve fibers and their myelin sheaths, as observed for example in Charcot-Marie-Tooth disease or in Pelizaeus-Merzbacher disease. Our aim is to identify new signaling pathways able to control the expression of these structural proteins. SC and OL contain and synthesize high amount of reactive molecules generated from the oxidation of cholesterol: the oxysterols. Their implication in cholesterol homeostasis and in the progression of neurodegenerative disorders is well known but few data are available for their functions in myelination of PNS and CNS. Firstly, we demonstrate that oxysterols inhibit peripheral myelin gene expression: MPZ and PMP22. This downregulation is mediated by two mechanisms: by increasing the binding of LXRs to myelin genes promoters and by inhibiting the Wnt/β-catenin pathway leading to a decrease of b-catenin recruitment at the levels of the MPZ and PMP22 promoters. However, in the CNS, our data demonstrate that activation of LXRS by oxysterols stimulate myelin genes expression (PLP and MBP). Interestingly, by using demyelinated organotipc culture of cerebellum, we show that oxysterols enhance OL differentiation and promote remyelination, via LXRs. Then, we studied the role of the transcriptional coregulatory, RIP140, in myelination. RIP140 is able to act as a corepressor or as a coactivator and can interact with LXRs. In Zebrafish, the knocked down of the orthologue of RIP140 led to a decrease of peripheral and central myelin gene expression and to a defect in myelin sheath ultrastructure. Finally, we focused on impact of AhR in myelination process. AhR is a ligand activated transcription factor mostly known to interact with environmental pollutant like dioxins to mediate their toxic and carcinogenic effect. However, its detoxifying activity is posterior to the apparition of the gene and its physiological roles and endogenous ligands remain elusive. We show that the main oxysterol in the nervous system is 7-ketocholesterol which is an endogenous modulator of AhR. We report that the constitutive absence of AhR in mice leads to defects in locomotion behaviors. We studied the impact of this invalidation on the myelin of sciatic nerve. We observed a severe demyelinating phenotype and deregulation of myelin genes expression. Moreover, we demonstrated a cross-talk between AhR and Wnt/β-catenin pathways. Our data reveal a new endogenous role of AhR in myelination process.