HAL-INERIS
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Impact des nouvelles lignes directrices oms pour la qualité de l’air
No full textInternational audienc
Mère de richesses devenue aire de tristesse
No full textDéveloppement et mise en œuvre d’une fonction d’agrégation multicritères pour discriminer les apports anthropiques en As et en Sb du fond géochimique naturel des masses d’eaux souterraines dans un territoire ayant connu un passé minier
Comprehensive evaluation of machine learning algorithms applied to TBM performance prediction
No full textInternational audienceTo date, the accurate prediction of tunnel boring machine (TBM) performance remains a considerable challenge owing to the complex interactions between the TBM and ground. Using evolutionary polynomial regression (EPR) and random forest (RF), this study develops two novel prediction models for TBM performance. Both models can predict the TBM penetration rate and field penetration index as outputs with four input parameters: the uniaxial compressive strength, intact rock brittleness index, distance between planes of weakness, and angle between the tunnel axis and planes of weakness (a). First, the performances of both EPR- and RF-based models are examined by comparison with the conventional numerical regression method (i.e., multivariate linear regression). Subsequently, the performances of the RF- and EPR-based models are further investigated and compared, including the model robustness for unknown datasets, interior relationships between input and output parameters, and variable importance. The results indicate that the RF-based model has greater prediction accuracy, particularly in identifying outliers, whereas the EPR-based model is more convenient to use by field engineers owing to its explicit expression. Both EPR- and RF-based models can accurately identify the relationships between the input and output parameters. This ensures their excellent generalization ability and high prediction accuracy on unknown datasets
Integrate mechanistic evidence from new approach methodologies (NAMs) into a read-across assessment to characterise trends in shared mode of action
No full textInternational audienceRead-across approaches often remain inconclusive as they do not provide sufficient evidence on a common mode of action across the category members. This read-across case study on thirteen, structurally similar, branched aliphatic carboxylic acids investigates the concept of using human-based new approach methods, such as in vitro and in silico models, to demonstrate biological similarity. Five out of the thirteen analogues have preclinical in vivo studies. Three out of them induced lipid accumulation or hypertrophy in preclinical studies with repeated exposure, which leads to the read-across hypothesis that the analogues can potentially induce hepatic steatosis. To confirm the selection of analogues, the expression patterns of the induced differentially expressed genes (DEGs) were analysed in a human liver model. With increasing dose, the expression pattern within the tested analogues got more similar, which serves as a first indication of a common mode of action and suggests differences in the potency of the analogues. Hepatic steatosis is a well-known adverse outcome, for which over 55 adverse outcome pathways have been identified. The resulting adverse outcome pathway (AOP) network, comprised a total 43 MIEs/KEs and enabled the design of an in vitro testing battery. From the AOP network, ten MIEs, early and late KEs were tested to systematically investigate a common mode of action among the grouped compounds. The targeted testing of AOP specific MIE/KEs shows that biological activity in the category decreases with side chain length. A similar trend was evident in measuring liver alterations in zebra fish embryos. However, activation of single MIEs or early KEs at in vivo relevant doses did not necessarily progress to the late KE lipid accumulation. KEs not related to the read-across hypothesis, testing for example general mitochondrial stress responses in liver cells, showed no trend or biological similarity. Testing scope is a key issue in the design of in vitro test batteries. The Dempster-Shafer decision theory predicted those analogues with in vivo reference data correctly using one human liver model or the CALUX reporter assays. The case study shows that the read-across hypothesis is the key element to designing the testing strategy. In the case of a good mechanistic understanding, an AOP facilitates the selection of reliable human in vitro models to demonstrate a common mode of action. Testing DEGs, MIEs and early KEs served to show biological similarity, whereas the late KEs become important for confirmation, as progression from MIEs to AO is not always guaranteed
Green and Effective Preparation of α-Hydroxyphosphonates by Ecocatalysis
No full textInternational audienceA green and effective approach for the synthesis of structurally diversed α-hydroxyphosphonates via hydrophosphonylation of aldehydes under solventless conditions and promoted by biosourced catalysts, called ecocatalysts “Eco-MgZnOx” is presented. Ecocatalysts were prepared from Zn-hyperaccumulating plant species Arabidopsis halleri, with simple and benign thermal treatment of leaves rich in Zn, and without any further chemical treatment. The elemental composition and structure of Eco-MgZnOx were characterized by MP–AES, XRPD, HRTEM, and STEM–EDX techniques. These analyses revealed a natural richness in two unusual and valuable mixed zinc–magnesium and iron–magnesium oxides. The ecocatalysts were employed in this study to demonstrate their potential use in hydrophosphonylation of aldehydes, leading to various α-hydroxyphosphonate derivatives, which are critical building blocks in the modern chemical industry. Computational chemistry was performed to help discriminate the role of some of the constituents of the mixed oxide ecocatalysts. High conversions, broad substrate scope, mild reaction conditions, and easy purification of the final products together with simplicity of the preparation of the ecocatalysts are the major advantages of the presented protocol. Additionally, Eco-MgZnOx-P could be recovered and reused for up to five times
The LILAS project: analysis of applying participatory approaches such as Living Labs to research on multiple environmental exposures to ionizing radiation, other stressors and chronic risks
No full textInternational audienceParticipatory research approaches in environmental health are still rarely applied to radiation research. Opportunities for greater implication of the civil society and related challenges differ at each step of such research activities. The LILAS project aimed, as a preparatory step toward the development of participatory research projects on multiple environmental exposures to ionizing radiation and other stressor
Développement d’un dispositif innovant in vitro pour l’évaluation toxicologique de xénobiotiques inhalés : Poumon/Foie
No full textUrbanization and globalization are prevailing social phenomena that multiply and complexify the sources of modern pollution. Amongst others, air pollution has been recognized as an omnipresent life-threatening hazard, comprising a wide range of toxic airborne xenobiotics that expose man to acute and chronic threats. The defense mechanisms involved in hazardous exposure responses are complex and comprise local and systemic biological pathways. Due to this complexity, animal models are considered prime study models. However, in light of animal experimentation reduction (3Rs), we developed and investigated an alternative in vitro method to study systemic-like responses to inhalationlike exposures. In this context, a coculture platform was established to emulate interorgan crosstalks between the pulmonary barrier, which constitutes the route of entry of inhaled compounds, and the liver, which plays a major role in xenobiotic metabolism. Both compartments respectively comprised a Calu-3 insert and a HepG2/C3A biochip which were jointly cultured in a dynamically-stimulated environment for 72 hours. The present model was characterized using acetaminophen (APAP), a well-documented hepatotoxicant, to visibly assess the passage and circulation of a xenobiotic through the device. Two kinds of models were developed: (1) the developmental model allowed for the technical setup of the coculture, and (2) the physiological-like model better approximates a vivo environment. Based on viability, and functionality parameters the developmental model showed that the Calu-3 bronchial barrier and the HepG2/C3A biochip can successfully be maintained viable and function in a dynamic coculture setting for 3 days. In a stress-induced environment, present results reported that the coculture model emulated active and functional in vitro crosstalk that seemingly was responsive to high (1.5 and 3 mM) and low (12 and 24 μM) xenobiotic exposure doses. Lung/liver crosstalk induced modulation of stress response dynamics, delaying cytotoxicity, proving that APAP fate, biological behaviors and cellular stress responses were modulated in a broader systemic-like environment.L’urbanisation et la mondialisation sont des phénomènes de société qui multiplient et complexifient les sources de pollution. Parmi elles, la pollution atmosphérique impacte notablement la santé humaine à l’échelle mondiale de par son caractère transfrontière. L’appareil respiratoire est une voie d’absorption de nombreux xénobiotiques, sous forme de gaz, d’aérosols ou de nanoparticules. Une fois dans les voies respiratoires, les substances inhalées sont susceptibles d’interagir avec les cellules pulmonaires. Les mécanismes par lesquels des xénobiotiques inhalés induisent des dommages pulmonaires sont complexes, notamment en raison de l’hétérogénéité cellulaire des poumons. En raison de cette complexité, les modèles animaux constituent un outil de référence pour les études toxicologiques prédictives, cependant, dans le contexte européen de réduction de l’expérimentation animale (REACH, et les règles 3R), le développement de méthodes alternatives fiables est devenu une nécessité. Les modèles in vitro sont de bons candidats car plus simple et moins couteux à mettre en oeuvre que les modèles vivo et permettent de travailler avec des cellules ou des tissus d’origine humaine ce qui contribue à améliorer la pertinence des résultats. Cependant, l’extrapolation limitée du vitro au vivo est souvent liée à un manque de complexité des modèles, notamment en raison de l’absence de communication inter-organes. Les technologies des multi-organes sur puce cherchent à surmonter ces limitations en connectant plusieurs organoïdes métaboliquement actifs au sein d’un même circuit de culture afin de reproduire des interactions de type systémiques. Dans ce contexte, nous décrivons un modèle permettant de connecter in vitro, par le biais de la microfluidique, une barrière pulmonaire (voie d’entrée des xénobiotiques inhalés) à un organe détoxifiant tel que le foie, afin d’évaluer la toxicité liée à un stress inhalatoire de façon plus systémique. Cette approche permet de considérer la biotransformation des composés inhalés et l’interaction inter-organes comme possible modulateurs de la toxicité. Le projet étant dans les premières phase de développement, la robustesse expérimentale était au coeur du projet. L’objectif principal était de prouver qu’une substance modèle était capable de transiter dans le dispositif, au travers des deux compartiments tissulaires, afin de pouvoir étudier la dynamique inter-organes poumon/foie en condition de stress xénobiotique. Le projet a été articulé en trois phases expérimentales : - Caractérisation des réponses biologiques spécifiques aux tissus pulmonaire et hépatique en réponse à un stress. La viabilité, la fonctionnalité et les activités métaboliques des monocultures ont été évaluées après exposition à une substance modèle. - Adaptation et préparation des monocultures aux conditions de co-culture afin de préserver la viabilité et la fonctionnalité des tissus. - Les compartiments pulmonaire et hépatique ont été cultivés jointement dans un circuit de culture microfluidique fermé. La co-culture a été exposée à une substance modèle à travers la barrière pulmonaire afin d’imiter un mode d’exposition inhalatoire. Les paramètres de viabilité et de fonctionnalité des tissus ont été évalué post-culture afin de mettre en évidence quelconque phénomène d’interaction inter-organe. La caractérisation du modèle de co-culture a été réalisé grâce à l’exposition d’un agent hépatotoxique de référence, largement étudié dans la littérature : l’acétaminophène aussi connu sous le nom de paracétamol (APAP). L’exposition à la barrière pulmonaire n’est pas physiologique mais permet d’observer quantitativement le passage et la circulation du xénobiotique à travers le dispositif car l’APAP interfère avec la viabilité et les performances métaboliques hépatique, permettant ainsi de vérifier que le compartiment hépatique peut avoir accès à l’exposition effectuée à travers la barrière pulmonaire
Rolling vs. Seasonal PMF: Real-world multi-site and synthetic dataset comparison
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Etat des connaissances sur les approches existantes pour la prise en compte des mélanges - Réflexion pour l’élaboration de valeurs de référence
No full textCitation suggérée :Anses. (2021). Etat des connaissances sur les approches existantes pour la prise en compte des mélanges. Réflexion pour l’élaboration de valeurs de référence. (saisine 2016-SA-0101 et 2018-SA-0152). Maisons-Alfort : Anses, 104 p.La question de l’exposition de l’Homme à des mélanges ainsi que le risque potentiel sur la santé associé se pose depuis de nombreuses années. Des documents et recommandations institutionnels sont notamment publiés depuis les années 2000 pour la prise en compte des mélanges principalement dans le cadre d’évaluation des risques sur la santé humaine (US EPA, 2000 ; 2002 ; 2006a ; ILSI, 1999 ; ATSDR, 2001 ; 2004 ; Health Council of the Netherlands, 2002 ; IGHRC, 2008 ; EFSA, 2008 ; 2009 ; 2013a,b ; 2019a ; IPCS/WHO, 2009 ; Kortenkamp et al., 2009 ; SCHER, 2011).Dans le domaine des substances chimiques, le nombre de composés enregistrés par le Chemical Abstract Service (CAS) était de 34 millions en 2008 (Stewart & Carter, 2009). En 2018, plus de 17 000 substances individuelles étaient d’ores et déjà enregistrées dans le cadre de la réglementation européenne REACH (règlement n°1907/2006). Le nombre exact de substances chimiques sur le marché de l’Union européenne n’est pas connu mais l’agence européenne des substances chimiques (ECHA) l’estimait en 2017 à près de 140 000 substances (https://echa.europa.eu/fr/ ).Les substances chimiques sont utilisées dans de nombreux secteurs économiques : production alimentaire, fabrication de médicaments, industrie textile, industrie automobile, etc.Les contaminations environnementales (air, eau, sols, etc.) peuvent résulter notamment :- des procédés de fabrication et/ou de conditionnement et d’emballage;- de l’utilisation de produits de consommation contenant des substances chimiques dans la vie quotidienne ;- des émissions issues non intentionnellement de la combustion ;- de la persistance dans l’environnement de substances qui peuvent être interdites à présent dans la réglementation, etc.La gestion des risques liés aux substances chimiques est encadrée d’une part par le règlement REACh, et d’autre part par des réglementations par milieux (eaux, air, etc.) et sectorielles (médicaments, cosmétiques, biocides, etc.) d’où découlent des analyses de risques séparées (Evans et al., 2016). Concernant les mélanges de substances chimiques, il existe des référentiels de gestion des risques dans certaines de ces réglementations, notamment dans le domaine de l’alimentation où une approche progressive par étape est proposée pour l’évaluation du risque cumulé.La question des mélanges, si elle reste complexe, peut aujourd’hui être traitée dans les démarches d’expertise compte tenu de l’existence de savoir-faire et le développement de modèles simplifiés faisant consensus. En évaluation des risques sanitaires et environnementaux, quelques exemples de dispositions réglementaires ont émergé, notamment pour l’exposition via l’alimentation (résidus de pesticides et eaux destinées à la consommation humaine) et l’étude de l’impact d’installations industrielles sur l’environnement et le voisinage. Des recommandations d’organismes institutionnels (US EPA, ATSDR, EFSA, SCHER) formalisent des approches méthodologiques considérant les connaissances sur l’interaction des contaminants et soulignent l’importance de leur mise en application. L’hypothèse la plus recommandée repose sur le concept d’additivité des doses ou des réponses. De nombreuses études ont testé le modèle d’additivité des doses (ou concentrations) pour différents mélanges de contaminants ayant des propriétés toxicologiques semblables sur un organe ou système cible et ont montré que globalement, ce modèle prédit raisonnablement la toxicité des mélanges aux faibles doses/concentrations. Les modèles intégrant les notions d’antagonisme et de synergie sont nécessaires pour mieux comprendre et prendre en compte les bases mécanistiques des interactions, ainsi que les expositions à des doses/concentrations relativement élevées. Cependant, il est à noter qu’aux faibles doses, les interactions restent peu susceptibles de générer un risque très différent de celui évalué avec l’hypothèse d’additivité au regard des incertitudes inhérentes à la démarche même d’évaluation des risques.L’évaluation des risques sanitaires vise à guider les décisions publiques en situation d’incertitudes. Certains dispositifs réglementaires recommandent certaines méthodes référencées dans des guides méthodologiques qui ne sont pas toutes adaptées à l’évaluation de mélanges. Il apparaît impossible de documenter, dans un cadre réglementaire, les dangers et les interactions entre les substances pour des expositions réelles, tant il existe de combinaisons de substances possibles auxquelles la population peut être exposée.L’étude de mélanges peut correspondre à des combinaisons de contaminants différents : substances chimiques, facteurs physiques (bruit, température), et/ou agents biologiques (bactéries, moisissures, allergènes, toxines...). Le périmètre du présent travail est limité aux seules substances chimiques