Centre Hospitalo-Universitaire Dr Benbadis Constantine

Laboratoire de ToxicologieCours de 1e année résidanat 2013/2014

La toxicité aigue

Réalisé et présenté par : Khaoula

KOULOUGHLI Le 19 Novembre 2013

Plan :

Introduction à la toxicologie ;Toxicité aigue ;

Conclusion ;Bibliographie.

INTRODUCTION

A LA

TOXICOLOGIE

Le mot toxicologie a été créé au XVII siècle. A une origine grec : Toxikon : flèche empoisonnée. Logos : science => La science des poisons. => Au début il s’agissait de l’art de confectionner des poisons.

Certains développaient l’art de se prémunir contre les effet des poisons : Le roi romain Mithridate consommait régulièrement des décoctions contenant un mélange de 36 poisons, afin de se protéger contre les attentats des ses ennemis. Il fut emprisonné par ses ennemis et échoua à se suicider par des poisons ! (1)

1. Historique de la toxicologie, de l’art à la science :

1. Historique de la toxicologie de l’art à la science:

L’art s’est développé en une science : Paracelse (1493-1541) le père de la toxicologie était le premier représentant de la pensée scientifique. Il développa le paradigme valable en allopathie : « seule la dose fait le poison ».

Durant les années 1850 : la découverte des ATB et des anesthésiques, a donné naissance à la toxicologie tel qu’on la connaît aujourd’hui, vue les nombreux incidents d’empoisonnement par les médicaments. (2)

Entre 1890 – 1900 : Suite à la découverte des vitamines et de la radioactivité , la toxicologie a trouvé sa place pour les tester et conclure s’ils étaient nocifs ou bénéfiques pour la santé par des essais sur les animaux. (2)

2. La toxicologie moderne :Science multidisciplinaire qui étudie les toxiques :

leur origine, leur propriétés physiques, chimiques et biologiques, leurs biotransformations, leurs modalités et mécanismes d'action sur les systèmes vivants, leur détection et leur quantification, les moyens de combattre leurs actions nocives par la mise en œuvre de procédés thérapeutiques appropriés et de mesures de prévention.

L’évaluation du risque représente un élément important dans la protection de la santé des individus, et un objectif particulier de la toxicologie.

La toxicologie a une histoire variée et intéressante. C’est peut être une science

qui a grandit et qui a prospéré par des emprunts auprès des autres disciplines. Une science qui a souffert de l’absence

d’un seul but… Il en a résulté un domaine passionnant, innovant et diversifié qui sert

la science et la communauté.

Michael A. Gallo, History and scope of Toxicology.

3. Domaine de la toxicologie : Toxicologie médico-légale.Toxicologie professionnelle (Industrie, Agriculture).Hygiène alimentaire (additifs et résidus).Hygiène sociale (toxicomanie).Ecotoxicologie: toxicologie environnementale. Toxicologie réglementaire (limite et interdiction

d’emploi de substances éventuellement toxiques).Biotoxicologie (toxicologie expérimentale,

descriptive et clinique).

4. Définitions:

A. Toxique :

un poison, ou toxique est toute substance qui, après pénétration dans l’organisme, par quelque voie que ce soit, à une dose relativement élevée en une ou plusieurs fois très rapprochées ou par petites doses longtemps répétées, provoque, de façon passagère ou durable, des troubles d’une ou plusieurs fonctions ou des lésions, troubles pouvant aller jusqu’à l’annihilation complète et même provoquer la mort (Fabre et Truhaut).

Cette définition permet déjà de distinguer des phénomène de toxicité aiguë ou subaiguë et des effets de toxicité à long terme dite chronique. (3)

Classification des toxiques :

Les toxiques peuvent être classés en fonction de plusieurs critères :

Chimique : métaux, hydrocarbure aromatique;Physique ;Biologique : mycotoxine, Organes cibles : cardiotoxique, néphrologique… Effets biochimiques : inhibition enzymatique;Effets sur l’organisme : cancérogènes, mutagénèse.

B. Toxicité et Intoxication :

Toxicité : caractère d’un toxique. On distingue trois types de toxicités : aigue, subaiguë et chronique. (3)

La toxicité d’une substance peut être influencés par plusieurs facteurs : facteurs liés à la substance, liés à l’organisme, environnementaux…

Par le terme d’intoxication on désigne l’intensité de la souffrance cellulaire par action du toxique sur elle. Elle représente non seulement l’absorption d’un toxique, mais aussi la mise en évidence clinique d’un empoisonnement.(4)

C. Etiologie des intoxications : Suicide ou tentative de suicide ( par des médicaments,

CO, pesticides, produits domestiques);Empoisonnement criminel (par arsenic, cuivre, cyanure) ;Empoisonnement accidentel (eau de javel);Intoxication alimentaire (champignon toxique);Intoxication professionnelle (en milieu industriel ou

agricole);Intoxication due à la pollution.

E. Forme d’intoxication (4):

Intoxication Dose Durée d’exposition

Exemple Etat final

Toxicité aigue Une fois 24H-14jrs Test DL50Test de Draize

MortEtat d’irritation

Toxicité subaiguë

Plusieurs fois

< à un mois / Dommage aux organes

Toxicité subchronique

Plusieurs fois

< 10% espérance de vie

No observed effect level NOEL

/

Toxicité chronique

Plusieurs fois

>10% espérance de vie

Test concernant le pouvoir cancérigène

Néoplasies

F. Exposition et effet : Effet : Modification biochimique, cellulaire ou

physiologique, découlant de l’exposition à une substance chimique (1).

Exposition : L’exposition précède les intoxications.

Peut avec l’expression « dose d’exposition», désigner la dose d’un toxique dans le sens anglo-saxon : intake (1).

Effet

Aigu Chronique

Aigue -Effet à court terme- Exposition à court terme- (ex. : irritation cutanée causée par le contact avec une solution très diluée d’acide sulfurique)

-Effet à long terme - Exposition à court terme- (Ex : trouble respiratoire persistant à la suite d’une courte inhalation d’une forte concentration de chlore).

chronique

-Effet à court terme- Exposition à long terme- (ex. : sensibilisation cutanée à l’éthylène diamine à la suite d’un contact pendant plusieurs années)

-Effet à long terme - Exposition à long terme- (ex. : cancer du foie, du poumon, du cerveau et du système hématopoïétique causé par l’exposition à des doses élevées de chlorure de vinyle pendant plusieurs années)

En pratique, en raison de

l’utilisation des mots aigu et chronique conjointement avec

exposition ou avec intoxication, certains auteurs recommandent

d’en réserver l’usage pour décrire la nature des « effets » résultants d’une intoxication. (Winder et al. 1997; Lipnial-

Gawlik, 1998) (1).

J. Relation dose-réponse: Seule la dose fait le poison. Définition de la dose : Désigne la quantité absolue de toxique à

laquelle un organisme est exposé. Selon le contexte il désigne aussi la quantité

absolue d’un toxique auquel un organisme est exposé par unité de masse corporelle et par unité de temps (1).

J. Relation dose-réponse: Définition de la réponse :

Nombre d’individus ou proportion d’une population présentant un effet donné à la suite d’une exposition à une substance chimique (2).

J. Relation dose-réponse: La courbe dose-réponse : La courbe entre la dose d’une substance

introduite dans un organisme et la réponse qu’elle détermine se matérialise habituellement par une courbe en « S » (3).

En général, plus la dose augmente, plus la réponse augmente soit par sa sévérité, soit par le pourcentage des individus affectés.

J. Relation dose-réponse:

J. Relation dose-réponse:

LA TOXICITE AIGUE

I. Toxicité aigue :

Définition :

Désigne les effets nocifs (aigus) résultant de l'exposition à une seule forte dose d'un produit ou de multiples doses sur une période ne dépassant pas 24 heures.

c’est la conséquence d’un blocage immédiat des fonctions des organes vitaux.

En général l’intoxication évolue rapidement vers la guérison ou peut aboutir à la mort.

II. Evaluation de la toxicité aigue :

Basée sur des études qualitative et quantitative :

1. Etudes expérimentales in vivo;2. Etudes expérimentales in vitro;3. Etudes épidémiologiques; 4. Etudes théoriques (par modélisation).

1. Etudes expérimentales in vivo :

La pluspart des études sur la toxicité aigue (où la manifestation finale typique est la mort(4)) sont programmées pour déterminer la DL50 du toxique.

1. Evaluation de la toxicité aigue (in vivo) :

A. Détermination de la DMM : C’est la dose minimal de substance

capable de tuer un animal par administration intraveineuse lente. La mort est définie par l’arrét cardiaque.

Intéret : La DMM aide l’expérimentateur à choisir les doses à tester pour la détermination de la DL50.

Etudes expérimentales in vivo : B. La DL50 : « Estimation statique d’une dose unique de produit

supposée tuer 50% des animaux, exprimée en mg de substance/kg de poids tout en mentionnant l’animal et la voie d’administration ».

Remarques : Dans certains cas, particulièrement pour les produits

faiblement toxiques, il n’est pas toujours nécessaire de déterminer la DL50 avec précision : des valeurs approchées suffisent (5).

Quand l’exposition se fait par inhalation, la valeur retenue est soit la concentration létale 50 (CL50) pour une durée d’exposition déterminée. Soit le temps létal (TL50) pour une concentration déterminée du toxique dans l’air.

Dispositif expérimental pour détermination de la DL50 :

La substance :

Avant de procéder à l'essai, le laboratoire doit rassembler toutes les informations disponibles sur la substance d'essai :

Son identité ; Sa structure chimiques;Ses propriétés physico-chimiques; Les résultats de tous les autres essais de toxicité in

vitro et in vivo; Les données toxicologiques sur des analogues de

structure ou des mélanges semblables (6).

Dispositif expérimental pour détermination de la DL50 :

Sélection de l’espèce animale : => Généralement deux éspèces:

(variabilité d’une espèce à une autre). Exemple : Benzene : la CL50 est de 13 700ppm

pour une exposition de 4H pour le rat. 10 400ppm pour la souris pour une exposition de 7H. (7)

=> Des deux sexes, jeunes et agés (différence de sensibilité).

Exemple : Influence de l’àge : Benzène : La DL50 du benzene par voie orale chez les rongeurs se situe aux alentours de 5000mg/kg. Les jeunes rat sont plus sensibles : DL50 = 3400mg/kg chez les rats agés de 14 jours.

Dispositif expérimental : Voie d’administration :

- Celle de l’exposition humaine: L’administration orale par gavage est la plus

fréquente.- cutanée et respiratoire sont de plus en plus utilisées (non seulement pour les produits administrés par cette voie, mais aussi pour les substance causant des problèmes de toxicologie professionnelle).

On utilise également une administration parentérale: pour déterminer la vitesse et l’importance de l’absorption par les voies cutanées et orales (5).

Dispositif expérimental :

La dose :

Pour déterminer correctement la DL50, il est important de sélectionner :* Une dose qui tuera environ la moitié des animaux ;

* Une dose qui en tuera plus de la moitié, mais de préférence moins de 90% ;

* Une dose qui en tuera moins de la moitié, mais de préférence plus de 10%.

Dispositif expérimental :Le nombre des animaux : L’essai est paratiqué sur 5 à 6 lots. Tout les

animaux du mème lot reçoivent la mème dose (dose unique) (Alain Viala).

La précision de la DL50 est améliorée en augmentant le nombre d’animaux par dose et en diminuant le rapport entre deux doses succèssives.

La plupart des expérimentateurs utilisent 40 à 50

animaux et des rapports allant de 1,2 et 1,5 (5).

Dispositif expérimental :Facteurs environnementaux : Le conditionnement peut influencer la DL50 : Il a été prouvé (Balazs, 1976), que les rats vivants

dans des cages individuelles avaient une DL50 pour l’isoprotérenol (DL50=50mg/kg) beaucoup plus inférieure à celle enregistrée chez les rats vivants en groupe (800mg/kg).

La température peut modifier la toxicité :La toxicité de l’atropine, strychnine, nicotine, est augmentée chez l’animal exposé au froid. Certains organophosphorés voient leur toxicité augmentée par l’hypothermie (malathion, sarin). Chez d’autres la toxicité sera réduite dans ces conditions (parathion).

L’humidité relative pourrait augmenter la toxicité.

Dispositif expérimental :Examens :

Aprés l’administration, les animaux sont observés pendant 14 jours au cours desquels les examens cliniques sont fréquents (3).

Les animaux demeurés vivants à la fin de l’essai sont sacrifiés. Tous les animaux (morts en cours d’essai et sacrifiés en fin d’essai) font l’objet d’une autopsie (3).

Protocole expérimental : On peut remarquer certaine variabilité des

protocoles dans la régmentation de chaque pays :Tableau : y Kathryn Chapman, NC3Rs; Sally Robinson,

AstraZeneca. Challenging the regulatory requirement for acute toxicity studies in the development of new medicines. Worksho report, May 2007.  

EEC USA Japan

Espèce 2 2 ( 1 non rongeur)

2 (1 non rongeur)

Voie d’administration

2 2 1

Jours d’observation

7-14 14 14

Méthodes de détermination de la DL50 :

1. Méthode de Trévan ;2. Méthode Bliss ;3. Méthode Lietchfield et Wilcoxon ;4. Méthode Miller et Tainter; 5. Méthode Kraber et Berhens;6. Autre méthode.

1. Méthode de Trévan (1927) :

Principe :

Administration de doses croissantes de la substance à tester chez tout les animaux du lot tout en notant le pourcentage de mortalité.

=> Obtension d’une courbe ségmoide.

Courbe de Trevan : % de mortalié = f(dose)

Courbe de Trévan :

Inconvénients de la méthode de Trévan : Elle présente deux inconvenients :

1. Une grande partie de la courbe n’est pas exploitable (DL05 et DL95).

2. Le nombre d’animaux utilisés est très elevé. Selon Trévan un nombre de 30 animaux constitue un minimum.

2. Méthode de Bliss (1938) :

Principe :

Linéarisation de la courbe de Trévan. => Les pourcentages de mortalité sont

remplacés par les « probits ». => La dose est remplacé par le logarythme

décimal de la dose.

Bliss : Probits = f(LogDose)

Méthode de Bliss :

Probits

Log dose

5

Log (dl50)

Les unités probits :Se sont des écart-types réguliers au tour de la

moyenne. La moyenne est fixée à zéro. Pour éviter les valeurs négatives les unités

probits sont obtenues en ajoutant 5, de sorte que le système s’établit ainsi (5) :

Ecarts probits

% de réponse

-3-2-1 0 1 23

2345678

0.12.315.950.084.197.799.9

Avantages et inconvénients de la méthode de Bliss : Avantage :Suffisemment précise et peut étre utilisée

avantageusement en première analyse.Inconvénient :Le tracé de la droite de régression entraine

des erreurs parfois notables (il est nécessaire de définir la position de cette droite par des calculs laborieux).

3. La méthode Litchfeild et Wilcoxon (1943):

Principe :Tracer le graphique : probit en fonction du Log

de la concentration. Une méthode semi-graphique.

Determine : DL16, DL50, DL84.Le calcul de la pente du graphique (S) :

permet de définir l’intervalle de confiance. Ensuite on détermine le facteur de correction (f DL50).

3. La méthode Litchfeild et Wilcoxon (1943):

3. Méthode de Litchfeild et Wilcoxon :

Calculs : La pente (S) :

Facteur de correction fDL50 :

N’ : est le nombre d’animaux qui ont été utilisé pour obtenir les points situés entre DL16 - DL84.

Limite de confiance de la DL50 :

u: DL50 de référence

4. Méthode de Miller et Tainter (1944):

Principe :

C’est une méthode graphique.

Avec correction des valeurs 100% et 00% là

où le probit tend vers l’infini.C’est une méthode : pratique, simple et

rapide.

Sur un papier logarythme probit: % mortalité (probit) = f(LogDose).

4. Miller et tainter correction des 0 et 100% :

Correction du 0% :Y(0) = 50/N.Correction du 100% :Y(100) = (100N-50)/N.

N : c’est le nombre des animaux des lots qui ont donné les pourcentage de mortalité 0 et 100%.

4. Miller et Tainter calculs :Calcul de l’écart type de la DL50 : S = (dl84% - dl16%)/2L’écart à la moyenne : E = 2S/ √2N’N’ : nombre totale d’animaux dans les groupes qui ont donné

le pourcentage de mortalité Є [7,2 , 93%].

L’intervalle de confiance : dl50 ԑ ] u – E, u+ E [U : DL50 de référence.

5. Méthode de Kraber et Behens :Principe : C’est une méthode arythmétique. Basée sur l’approximation par calcul

rapproché de la DL50.

A=la différence entre 2 doses successives ;B=moyenne de morts entre 2 doses

successives ;N=nombre moyen d’animaux par lot. => Cette méthode manque de précision.

DL50= (DL100-AB) N

6. Exemple d‘autres Méthodes : Lorcke (1983) (8): Offre la possibilité d'obtenir avec 13 animaux

expérimentaux des informations adéquates sur la toxicité aiguë et sur la DL50.

Elle se réalise en deux phases (9) :

Phase I : =>Trois groupes de trois souris. =>Chaque groupe reçois une dose.

Observation pendant 24H pour mortalité et modification du comportament.

Phase II : 3 à 4 groupes d’une souris Administration de doses en fonction des résultats

de la première phase.

6. Méthode de Lorcke (1983):

La moyenne géométrique entre la dose minimale qui tue les souris et la dose maximale qui ne tue pas les souris représente la DL50.

Avantage : sacrifie peu d’animaux (13 animaux au maximum).

Inconvénients : l’exactitude, la reproductibilité, la fiabilité sont remises en questions.

Comparaison des méthodes l’évaluation de la DL50 : Tableau : Deora Paramveer S., et al, Effective alternative

methods of LD50 help to save number of experimental animals. J. Chem. Pharm. Res., 2010, 2(6):450-453 (10) :

Kraber Miller et Tainter

Lorcke

Nombre de Rongeurs

important

Important Approprié

Dépenses Elevée Elevée Moyenne

Exactitude des résultats

Inexacte Inexacte Douteuse

Exemple de détermination de la DL50 pour le sulfate de Zinc par la méthode de Karber :

5 animaux dans chaque groupe : des souris agées de 10 à 12 semaines.

Exemple de DL50 de quelques toxiques chez le rat par voie orale:Vitamine C : 11 900 mg/kg;Bisphénol A : 3250 mg/kg;sel de table : 3 000 mg/kg;THC : 1270 mg/kg;caféine : 192 mg/kg;Digitaline : de 5 à 10 mg/kg;Strychnine : 1 mg/kg;cyanure : de 0,5 à 3,0 mg/kg;dioxine : 0,02 mg/kg;toxine botulique : 1 ng/kg.

Intéret de la DL50 :

Classification des substances selon leurs toxicité, échelle de Glossin Smith et Hodge : Dose orale

probablement mortelle (humain)

Indice ou classe de toxicité

Moins de 5mg/kg Ultra-toxique

5-50 mg/kg Extrémement toxique

50-500 mg/kg Très toxique

0.5-5g/kg Moyennement toxique

5-15g/kg Lègérement toxique

Plus de 15g/kg Non toxique

Intéret de la DL50 :

La détermination de la DL50 est une opportunité pour derterminer l’effet toxique spécifique au produit, l’organe cible, et fournis des données pour déterminer les doses à utilisées dans les études à long terme;

Programmation des essais thérapeutiques chez l’homme ;

Evaluation du danger en cas de surdosage;Contrôle de qualité ;Médicaments: calcul d'un « index

thérapeutique ».

Intéret de la DL50 : Pour evaluer l’utilité des données fournies

par les essais de toxicité aigue, un groupe d’experts coordonné par NC3R comprenant 15 sociétés pharmaceutiques et des organisations de recherche a été établit.

Des questionnaires ont été remplis par les membres du groupe de travail afin de déterminer les raisons de la conduite études de toxicité aiguë.

Intéret de la DL50 : y Kathryn Chapman, NC3Rs; Sally Robinson, AstraZeneca.

Challenging the regulatory requirement for acute toxicity studies in the development of new medicines. Worksho report, May 2007.  (11)

Limites de la DL50 : Ne concerne que la mortalité et ne donne

aucune information sur les mécanismes et la nature des lesions ;

Résultats obtenus ne préjugent pas forcement de ce qui pourrait être observer après administration chez l’homme (différence de réactivité biologique entre l’homme et l’animal) ;

Appréciation grossière et préliminaire, influencée par plusieurs facteurs (espèce animale, sexe, âge)

Limite de la DL50:

La DL50 est critiquée sur le plan éthique vu la souffrance et le nombre de mortalité importante qu’elle engendre aux animaux de laboratoire.

Le FRAME (Fonds pour remplacement des animaux en expérimentation médicale) estime que la DL50 est un test inutil, cruel et scientifiquement invalide (www.frame.org.uk).

C. Méthodes alternatives aux méthodes conventionnelles:

L’OCDE a fait de la DL50 un test officiel (ligne directrice pour les essais 401) en 1981.

En 1987, elle a réduit à 20 au lieu de 30 le nombre minimal d'animaux que doit contenir l'échantillon testé.

En 2001, elle a approuvé trois nouvelles méthodes, destinées à remplacer la DL50 et à occasionner une moindre souffrance animale.

La ligne directrice 401 a finalement été abrogée par l'OCDE, le 17 décembre 2002.

C. Méthodes alternatives (6) :

OCDE décrit trois tests alternatifs :

1) Méthode de la dose prédéterminée (ligne directrice 420, 2001).

2) Méthode de classe de toxicité aigue (___ 423, 2001).

3) Méthode ajustement de doses (____ 425, 2008).

C. Méthodes alternativesEspéce animale et conditions de l’essai : Le rat est l’espèce préféré. Femelles nullipares, non gravide, agée de 8 à

12 semaines. T = 22 °C + ou – 3°C.HR = 50 à 60%.Un éclairage artificiel est utilisé :12 heures de

lumière et 12 heures d'obscurité.Le nombre d'animaux par cage ne doit pas

faire obstacle à une observation précise de chaque animal.

Méthodes alternatives:1) Méthode de la dose prédéterminée : La mort n’est pas l’effet observé. Méthode séquentielle, s'appuit sur

l'observation de signes manifestes de toxicité apparaissant après traitement à une dose prédéterminée.

La dose initiale est choisie sur la base d’une étude d'orientation.

Les autres groupes d’animaux reçoivent des doses plus fortes ou moins fortes en fonction de l’absence ou de la présence d’effets toxiques.

Méthodes alternatives /dose prédéterminée : Avantages : Reproductible;Utilise moins d’animaux; Occasionnant moins de souffrance, que les

méthodes traditionnelles.Permet de classer des substances par ordre de

toxicité. Inconvénients: Ne permet pas de définir une valeur précise de

la DL50.

Méthodes alternatives : 2) méthodes par classe de toxicité aigue :Ce test se réalise de façon séquentielle.Lots de 3 animaux par substance. Administration d’une dose d’orientation : son

effet déterminera le choix de la dose associée à la posologie ultérieure.

Si mortalité < 2 animaux : la dose X 10 à l’étape suivante;

Si mortalité >2 animaux la dose est réduite. Avantage : reproductible, utilise peu d’animaux

(de 7 à 8 animaux suffisent), permet de classer les substances par ordre de toxicité.

Méthodes alternatives :

3) Méthode d’ajustement de dose :

Il existe plusieurs variantes du mode opératoire de la méthode de l’ajustement des doses permettant d'estimer la DL50.

Celui de l’OCDE est basé sur l’utilisation d’un minimum d'animaux. Et applique une progression de doses uniques sur les animaux, un par un, à des intervalles d'au moins 48 heures.

Méthodes alternatives/ Ajustement de doses :

La méthode permet d'estimer la DL50 avec un intervalle de confiance.

Ses résultats autorisent le classement qualitatif et quantitatif de la substance dans le Système général harmonisé (SGH) de classification des produits chimiques entraînant une toxicité aiguë.

Remarque : Cette méthode s'applique le plus facilement aux

substances entraînant la mort en l'espace d'un ou deux jours.

Elle se prête mal aux cas où la mort est supposée survenir dans un délai nettement plus long (au moins cinq jours).

D. Test de Draize :

Test d’évaluation de la toxicité aigue par voie locale. Son but est de déterminer les produits irritants par leur application sur la peau ou la muqueuse conjonctivale de l’animal.

Peau : Epiderme de lapin intact et scarifié maintenu

par un bandage adhésif. La lecture s’effectue après 24-72H.

Des tables d’évaluation permettent de déterminer les scores, chaque score correspond à une intensité de la réaction.

D. Test de Draize :

L’index d’irritation correspond à la somme des scores obtenus pour : la cornée, l’iris, les conjonctives palpébrales et bulbaires.

Le test de Draize est très ciriqué sur le plan éthique.

E. Toxicité aigue par inhalation :

Concerne les gaz, vapeur, d’aérosol ou une forme mixte:

Animal entier est placé dans une chambre ou « nez seul ».

Exposition durant un temps déterminé (4H selon OCDE) à concentration prédéfinie.

Problème de transposition des résultats des études in vivo : Les différences dans le système ADME

entre l’homme et l’animal ;Différences anatomiques ;Les suceptibilités individuelles qui

conduisent à des réponses différentes. Certains effets ne peuvent être mis en

évidence chez l’animal par exp: Céphalées, vertiges, nausées.

Relation de transposition : Concentration Equivalente en Toxicité

Humaine «CETH»:

CETH=DL50 /(Vd*1000) (mg/l)

Vd : volume de distribution du toxique dans l’organisme.

L’extrapolation reste approximative car le sujet idéal pour des études relatives à l’homme c’est l’homme lui-mème.

B. Etudes expérimentales in vitro : les tests de culture de cellules humaines :Sont plus précis que les DL50 chez les animaux.

Les systèmes de culture cellulaire peuvent être améliorés mais ce n’est pas le cas de l’expérimentation animal.

Cellules humaines donc éviter les différences d’espèces.

Elles peuvent être prélevées à partir d’un tissu susceptible d’être affecté par une substance particulière.

Elles permettent d’étudier le mécanisme de toxicité moléculaire.

Elles permettent d’éviter de faire souffrir et de tuer des animaux.

Les tests alternatifs aux tests de Draize:

1. Eyetex:Mesure l’irritation oculaire par une protéine

végétale extraite du pois sabre. Comme la cornée ce gel protéinique clair devient

vitreux lorsqu’il est en contact avec une substance irritante.

Avantage: Sur animal on doit estimer quelle partie de l’œil

du lapin est rouge et gonflée pas très précis. Avec le test Eyetex, le degré d’opacité (dégâts)

peut être mesuré par un spectrophotomètre bien plus fiable que le test de DRAIZE.

Tests alternatifs au test de Draize/2. Epiderme humain reconstitué :

Couches de peau humaine cultivées en laboratoire pour les tests d’irritation cutanée. Commercialisés sous les noms de « Skin Squared» ou « Episkin ».

Evaluation: Examiner les cellules au microscope => observer les dégâts au niveau des

membranes (extraction des enzymes) => déterminer une inflammation ( libération

d’interleukine) .

Avantage:Mesure du résultat avec précision. (dans les

études animales on estime les dégâts en observant la rougeur ou l’enflure).

Tests alternatifs au test de Draize/ 3. Test de fixation du rouge : Les cellules normales absorbent et

retiennent le rouge neutre.

Si la membrane cellulaire ou les lysosomes sont endommagés par une substance chimique irritante, la teinture s’échappe par les membranes perméables.

Un spectrophotomètre mesure la quantité

de teinture échappée.

Tests alternatifs au test de Draize/ 4. Les études humaines : En cosmétologie: Utilisation de volontaires humains pour

tester les nouvelles formulations.

C’est le test le plus fiable.

Grâce à un patch. On place les substances sur des petites zones en haut du dos (2 jours).

C. Etude épidémiologiques :

L’épidémiologie est l’étude de l’évolution des maladies ou les décès au sein des populations.

Avantages:Conditions d'exposition réalistes;Effets mesurés chez l'homme.

Inconvénients:Essais coûteux, et de longue durée;Études rétrospectives;Effets difficiles à quantifier.

D. Modélisation informatique :

Les systémes informatiques professionnels prévoient la toxicité de nouvelles substances à partir d’une banque de données de molécules dont le profil toxicologique est déjà déterminé.

Ces systémes se basent sur la relation structure activité.

CONCLUSION : Les études expérimentales in vivo reste la

méthode la plus utilisée, malgré : _ le problème éthique, _ le problème de transposition.

Les méthodes informatiques et de cultures cellulaires peuvent étre plus largement pratiqués en raison de leur simplicité et leur fiabilité.

BIBLIOGRAPHIE : (1) Claude Viau, Robert tardif. Environnement et santé publique.

(2) Micheal A. Gallo. History and scope of toxicology.

(3) Alain Viala, Alain Botta. Toxicologie. 2e édition. Tec&doc. Paris.

(4) Franz-Xavier Reichl et al. Guide pratique de toxicologie. 2e édition. De boeck. Paris.

(5) Traité de toxicologie générale

(6) Lignes directrices de l’OCDE pour les essais de produits chimiques 420,423,425.

(7) INRS. Fiche toxicologique du Benzène. 2011

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