Equipe Chimie et Toxicologie des émissions atmosphériques (CTEA)

Activités de recherche

Nos recherches portent sur l’évaluation des niveaux d’exposition aux polluants atmosphériques gazeux et particulaires en suspension dans l’air (PM10, PM2,5, ultrafines) et l’étude de leurs effets toxiques chez l’Homme, en particulier au niveau de l’appareil respiratoire.

Le développement de cette thématique s’appuie sur des stratégies d’échantillonnage de particules en suspension dans l’air extérieur, de leur caractérisation physicochimique et de l’évaluation de leur toxicité à l’aide de modèles expérimentaux (in vitro, ex vivo, in vivo) ou réalisée chez l’homme. Il s’agit d’examiner les mécanismes physiopathologiques sous-jacents fréquemment suspectés d’être impliqués dans le développement de pathologies respiratoires, et de proposer des biomarqueurs d’exposition ou d’effet de la pollution atmosphérique.

Notre approche s’articule selon deux orientations principales :

 Physicochimie des particules en suspension(PM10, PM2,5, ultrafines) et identification des sources

L’échantillonnage des particules est réalisé en zones urbaine ou rurale, soumises à différentes influences naturelles ou anthropiques comme le trafic routier, les activités industrielle ou encore les émissions maritimes. L’examen des caractéristiques chimiques des particules (espèces ioniques, éléments majeurs et traces métalliques, composés organiques) a pour but d’identifier et/ou proposer des traceurs de sources pour permettre de déterminer l’origine des particules. L’application de modèles source-récepteur est utilisée pour l’identification de sources et l’évaluation de leurs contributions à la concentration en PM dans l’atmosphère.

 Mécanismes d’action toxique de polluants atmosphériques

En s’appuyant sur la toxicologie expérimentale, nous contribuons à améliorer la connaissance des altérations de l’homéostasie cellulaire induites par l’exposition aux polluants environnementaux, en caractérisant les paramètres du stress oxydant, la réponse inflammatoire, l’activation métabolique ou encore la génotoxicité et les altérations épigénétiques. L’évaluation de ces effets toxiques est menée in-vitro sur des modèles de lignées cellulaires pulmonaires et sanguines (A 459, BEAS-2B, THP-1) en mono et/ou co-culture mais également sur des cellules primaires (macrophages alvéolaires, lymphocytes, monocytes sanguins) afin de mieux intégrer la diversité cellulaire des voies respiratoires. L’étude de ces mécanismes d’action toxique, par des méthodes de biologie moléculaire, cellulaire et métabolomique, permet de proposer de nouveaux marqueurs biologiques d’exposition ou d’effet potentiellement impliqués dans les effets des polluants environnementaux sur la santé humaine.

 

MEMBRES DE L’ÉQUIPE​

BILLET Sylvain

MCF

BOUHSINA Saad

MCF

COURCOT Dominique

Pr

GOSSET Pierre

EC GHICL

LANDKOCZ Yann

MCF

LEDOUX Frédéric

MCF

MARTIN Perrine

MCF

TREMOLET Gauthier

Tech Contractuel

VERDIN Anthony

IR

 

Collaborations scientifiques

 Nationales :

  •  Unité Aliment Bioprocédés Toxicologie Environnements, ABTE, EA 4651, Equipe « Toxicologie de l’Environnement : milieux aériens et cancers, ToxEMAC », Université de Caen Basse Normandie, Université de Rouen
  • Groupement des Hôpitaux de l’Institut Catholique de Lille, GHICL, Service de Pneumologie, Service de Médecine et Gériatrie
  • Laboratoire Impact de l’Environnement Chimique sur la Santé Humaine, Impecs, EA 4483, Université de Lille
  • Laboratoire Lésions des Acides Nucléiques, Service de Chimie Inorganique et Biologique, UMR E3 – CEA / Université Joseph Fourier, Grenoble
  • Institut de Recherches en Santé-Environnement-Travail – IRSET – UMR Inserm 1085, Faculté des Sciences pharmaceutiques et biologiques de Rennes, Université de Rennes
  • Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques, INERIS, Verneuil en Halatte
  • Laboratoire Génie Civil et géoEnvironnement, LGCgE, EA 4515, groupe ISA de Lille
  • Ecole des Mines de Douai, Département Sciences de l’Atmosphère Génie de l’Environnement, SAGE, Douai
  • Laboratoire de Santé Publique et Environnement, EA 4064 « Impacts sanitaires des pollutions », Université Paris Descartes

 Internationales :

  •  Departemento de Ingenierias Quimica y Biomolecular, Universidad de Cantabria, Santander, Espagne.
  • Faculté de Médecine, Université de Cagliari, Italie.
  • Bioactive Molecules Research Group, Department of Chemistry and Biochemistry, Faculty of Sciences-2, Lebanese University, Liban.
  • Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Balamand, Liban.
  • King’s College London, Environmental Research Group, Royaume-Uni.
  • Equipe  » Thermodynamique et Génie des Procédés Chimiques « , Département Chimie, Faculté Polytechnique de l’Université de Mons, Belgique.
  • Laboratoire de Toxicologie, Faculté de Médecine Pharmacologie Odontologie, Université Cheikh Anta Diop de Dakar, Sénégal.
  • Norwegian Institute of Public Health, Department of Chemical and Radiation, Norway

Thèses en cours

Prénom Nom

Période

Titre

Margueritta Al Zallouha

2014-2017

Recherche de biomarqueurs de cancérogénèse de la pollution atmosphérique particulaire fine urbaine : influence de l’âge

Imad El Alam

2014-2017

Caractérisation de la pollution, de la toxicité et de l’écotoxicité d’un sol et essai de phytoremédiation par les mycorhizes

Carole Tanios

2014-2017

Caractérisation, évaluation de la toxicité du biogaz issu de déchets ménagers et valorisation par reformage catalytique

Amélie Héliot

2015-2018

Les vésicules extracellulaires comme nouveaux biomarqueurs de toxicité de la pollution atmosphérique

Awa Ndong

2015-2018

Pollution atmosphérique extérieure et intérieure et maladies non transmissibles à Dakar

Méausoone Clémence

2016-2019

Impact sur la santé humaine des polluants atmosphériques : évaluation de la toxicité des émissions issues de l’oxydation catalytique des COV industriels
Badran Ghidaa

2016-2019

Effets toxiques des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) de PM2.5 sur des cellules épithéliales bronchiques

Contrats de Recherche

  • Projet VESITOX « Les vésicules extracellulaires comme nouveaux biomarqueurs potentiels de toxicité des polluants environnementaux » (2015-2018) – APR Environnement-Santé de l’ANSES, financé par l’INSERM et l’Aviesan
  • Projet SENETOX « Pollution particulaire fine urbaine : biomarqueurs de cancérogenèse modulés par l’âge » (2014-2017) – APR Santé Environnement Société financé par la région Nord-Pas de Calais
  • Projet PEPPAZU « Perception et Evaluation des Produits Phytosanitaires dans l’Air en Zone péri Urbaine » (2014-2017) – Financé par la région Nord-Pas de Calais
  • Projet PACATOX « Biomarqueurs de toxicité de la pollution atmosphérique particulaire influencés par l’âge » (2015-2017) – APR Environnement-Santé de l’ANSES, Financé par l’ADEME
  • Projet « Les vésicules extracellulaires comme nouveaux biomarqueurs potentiels de toxicité des polluants environnementaux » (2015–2017) – APR Santé Environnement Société financé par la région Nord-Pas de Calais
  • Projet « Manganese in urban air: levels, physicochemical characterization and modelling with dispersion models», Plan Estatal de Investigacion Cientifica y Técnica y de Innovacion (2014-2016), Espagne, Project leader : Universidad de Cantabria
  • Projet Interreg V France Wallonie Flandres « DepollutAir : Couplages innovants de techniques de traitement des Composés Organiques Volatils (COV): nouvelles voies pour améliorer la qualité de l’air»
  • Projet TRIPLER « Impact des PM2.5 variant selon leur source (trafic routier, Iindustries) sur la santé respiratoire. Approche in vitro » (2016-2019) – APR Environnement-Santé de l’ANSES

Publications récentes

  • Santos G., Irabien A., Fernández-Olmo I., Ledoux F., Courcot D. Estimating airborne heavy metal concentrations in Dunkerque (Northern France). Arabian Journal of Geosciences, 2016, DOI: 10.1007/s12517-015-2225-5.
  • Kfoury A., Ledoux F., Roche C., Delmaire G., Roussel G., Courcot D. PM2.5 source apportionment in a French urban coastal site under steelworks emission influences using Constrained Non-Negative Matrix Factorization receptor model. Journal of Environmental Sciences, 2016, 40, 114-128.
  • I. Abbas, A. Verdin, F. Escande, F. Saint-Georges, F. Cazier, P. Mulliez, D. Courcot, P. Shirali, P. Gosset, G. Garçon. In vitro short-term exposure to air pollution PM2.5-0.3 induced cell cycle alterations and genetic instability in a human lung cell coculture model. Environmental Research, 2016, 147, 146-158.
  • Cazier F., Genevray P., Dewaele D., Nouali H., Verdin A., Ledoux F., Hachimi A., Billet S., Bouhsina S., Shirali P., Garçon G., Courcot D. Characterization and seasonal variations of particles in the atmosphere of rural, urban and industrial areas: organic compounds. Journal of Environmental Sciences, 2016, doi:10.1016/j.jes.2016.01.014
  • G. Bidar, C. Waterlot, N. Proix, A. Verdin, D. Courcot, S. Détriché, H. Fourrier, A. Richard, F. Douay. Sustainability of an in situ aided phytostabilisation on highly contaminated soils using fly ashes: Effects on the vertical distribution of physicochemical parameters and trace elements. Journal of Environmental Management, 2016. doi: 10.1016/j.jenvman.2016.01.029
  • Borgie M, Dagher Z, Ledoux F, Verdin A, Cazier F, Martin P, Hachimi A, Shirali P, Greige-Gerges H, Courcot D. Comparison between ultrafine and fine particulate matter collected in Lebanon: Chemical characterization, in vitro cytotoxic effects and metabolizing enzymes gene expression in human bronchial epithelial cells. Environ Pollut. 2015, 205, 250-60.
  • Fougère B., Vellas B, Billet S, Martin PJ, Gallucci M, Cesari M. Air Pollution modifies the association between successful and pathological aging throughout the frailty condition. Ageing Res Rev. 2015, 24(Pt B), 299-303.
  • Borgie M., Ledoux F., Verdin A., Cazier F., Greige H., Shirali P., Courcot D., Dagher Z., Genotoxic and epigenotoxic effects of fine particulate matter from rural and urban sites in Lebanon on human bronchial epithelial cells. Environ. Res., 2015, 136, 352-362.
  • Martin P.J., Haren, N., Clabaut A., Ghali O., Chauveau C., Broux O., Hardouin P. Adipogenic RNAs are transferred in osteoblasts via bone marrow adipocytes-derived extracellular vesicles (EVs). BMC Cell Biol. 2015.
  • Dergham M., Lepers C., Verdin A., Cazier F., Billet S., Courcot D., Shirali P., Garçon G. Temporal-spatial variations of the physicochemical characteristics of air pollution Particulate Matter (PM2.5-0.3) and toxicological effects in human bronchial epithelial cells (BEAS-2B). Environmental Research, 2015, 137, 256-267.
  • Brunet J., Genty E., Landkocz Y., Al Zallouha M., Billet S., Courcot D., Siffert S., Thomas D., De Weireld G., Cousin R. Identification of by-products issued from the catalytic oxidation of toluene by chemical and biological methods. C. R. Chim, 2015, 18, 1084-1093.
  • Firmin S., Labidi S., Fontaine J., Laruelle F., Tisserant B., Dalpé Y., Grandmougin A., Douay F., Shirali P., Verdin A., Lounes-Hadj Sahraoui A. Arbuscular mycorrhizal fungal inoculation protects Miscanthus  giganteus against trace element toxicity in a highly metal contaminated site. Sc. Tot. Env., 2015, 527-528: 91-99.
  • Cabral M., Touré A., Garçon G., Diop C., Bouhsina S., Dewaele D., Cazier F., Courcot D., Tall Dia A., Shirali P., Diouf A., Fall M., Verdin A., Effects of environmental cadmium and lead exposure on adults neighboring a landfill: evidences of adverse health effects. Environ. Poll., 2015, 206: 247-255.
  • R. Mrad, A. Aissat, R. Cousin, D. Courcot, St. Siffert. Catalysts for NOx selective catalytic reduction by hydrocarbons (HC-SCR). Applied Catalysis A: General , 2015, 504, 542-548.
  • Drihai S., Verdin A., Laruelle F., Beddiar A., Lounes-Hadj Sahraoui A., Is the arbuscular mycorrhizal fungus Rhizophagus irregularis able to fulfil its life cycle in the presence of diesel pollution? Int. Biodet. Biodeg., 2015, 105: 58-65.
  • Lepers C., André V., Dergham M., Billet S., Verdin A., Garçon G., Dewaele D., Cazier F., Sichel F., Shirali P.  Xenobiotic metabolism induction and bulky DNA adducts generated by particulate matter pollution in BEAS-2B cell line: geographical and seasonal influence. Journal of Applied Toxicology, 2014, 34(6), 703-713.
  • Borgie, M., Garat, A., Cazier, F., Delbende, A., Allorge, D., Ledoux, F., Courcot, D., Shirali, P., Dagher, Z.  Traffic-related air pollution. A pilot exposure assessment in Beirut, Lebanon – Chemosphere, 2014, 96:122-128
  • Cachon B., Firmin S., Verdin A., Ayi-Fanou L., Billet S., Cazier F., Martin P., Aissi F., Courcot D., Sanni A., Shirali P. Proinflammatory effects and oxidative stress within human bronchial epithelial cells exposed to atmospheric particulate matter (PM2.5 and PM>2.5) collected from Cotonou, Bénin. Environmental Pollution, 2014, 185, 340-351.
  • Limem A., Delmaire G., Puigt M., Roussel G., Courcot D.  Non-negative Matrix Factorization under equality constraints—a study of industrial source identification – Applied Numerical Mathematics, 2014, 85, 1-15.
  • Djabri, L., Ghrieb, L., Guezgouz, N., Hani, A., Bouhsina, S.  Impacts of morphological factors on the marine intrusion in Annaba region (east of Algeria) – Desalination and Water Treatment, 2014, 52, 2151-2156.
  • Lepers C., Dergham M., Armand L., Billet S., Verdin A., André V., Pottier D., Courcot D., Shirali P., Sichel F., Mutagenicity and clastogenicity of native airborne particulate matter samples collected under industrial, urban or rural influence. Toxicology in vitro, 2014, 28(5) 866-874.