Les nanoparticules (NP) comportent au moins une dimension entre 1 et 100 nm. Les nanoparticules de dioxyde de cérium (NPCeO2) sont largement utilisées au niveau industriel, en particulier comme additif au carburant diesel, mais font aussi l’objet d’étude en cancérologie. L’OCDE a placé les NPCeO2 dans la liste des nanomatériaux nécessitant une évaluation urgente de leur toxicité.Plusieurs études ont démontré le passage de NP métalliques dans les gonades après exposition in vivo chez l’animal, mais très peu de données sont disponibles concernant les NPCeO2.L’objectif de ce travail a été dans un premier temps d’étudier la génotoxicité des NPCeO2 sur spermatozoïdes et ovocytes murins par exposition in vitro, ainsi que leur impact sur la fécondation in vitro (FIV) murine. Nous avons dans un second temps étudié leur génotoxicité sur spermatozoïdes humains in vitro.Nous avons montré une diminution significative des taux de fécondation chez la souris, lors des FIV réalisées en présence de NPCeO2 à faible concentration (0,01 mg/l). Nous avons également montré une génotoxicité significative des NPCeO2 à faibles doses sur ovocytes, spermatozoïdes de souris, et spermatozoïdes humains par le test des comètes. En microscopie électronique à transmission, nous n’avons pas retrouvé de NP dans les milieux de culture à 0,01 mg/l, mais observé une endocytose dans les cellules du cumulus entourant les ovocytes à forte concentration (100 mg/l) et une accumulation des NP le long des membranes des spermatozoïdes et des zones pellucides des ovocytes. Ces résultats apportent des informations nouvelles et importantes sur les mécanismes d’actions suspectés. / The fast development of nanotechnology gives rise to questions regarding the potential risks on human health. Cerium oxide nanoparticles (CeO2NP) are widely used, as diesel additive, as well as promising therapeutic in cancerology, yet scarce data are currently available on their toxicity. It has been shown that metal nanoparticles can cross biological barriers and accumulate into various organs including the gonads after in vivo exposure. Our objectives were to investigate CeO2NP’s genotoxicity on mouse spermatozoa and oocytes, human spermatozoa, and to study their possible impact on murine IVF.We showed a significant decrease of fertilization rate, during IVF carried out in culture medium containing CeO2NP at very low concentration (0.01mg/l). We also showed significant DNA damage induced in vitro by CeO2NP on mouse spermatozoa and oocytes at 0.01 mg/l using Comet assay. TEM did not detect any nanoparticles in the IVF samples at 0.01 mg/l, but showed, at high concentration (100 mg/l), their endocytosis by the cumulus cells surrounding oocytes and their accumulation along spermatozoa plasma membranes and oocytes zona pellucida. We showed significant DNA damage induced by CeO2NP on human spermatozoa. The genotoxicity was inversely proportional to the concentration. At 0.01 mg/l, the genotoxicity mechanisms involved oxidative stress and close interactions between spermatozoa and CeO2NP.We demonstrate for the first time the impact of CeO2NP on in vitro fertilization, as well as their genotoxicity on mouse gametes and human sperm, at very low nanoparticle concentration exposure. These results support several publications on metal nanoparticles reprotoxicity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018AIXM0749 |
| Date | 13 December 2018 |
| Creators | Préaubert, Lise |
| Contributors | Aix-Marseille, Perrin, Jeanne, Courbière, Blandine |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French, English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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