The Toxicology in the 21st Century (Tox21) : un robot pour évaluer la toxicité des substances chimiques

Au sein de nos sociétés modernes, des dizaines de milliers de substances chimiques (molécules organiques, métaux, radionucléides, nanoparticules,...) sont actuellement en circulation et des centaines de nouvelles substances sont introduites chaque année. Elles font partie de notre quotidien : on peut les retrouver dans des produits ménagers, des désodorisants, des peintures, des déchets industriels, des pesticides, des aliments, et in fine  dans les sols, les cours d'eau, l'air,... Aussi surprenant que cela puisse paraitre, les risques de toxicité pour l'Homme et l'environnement n'ont été évalués que pour seulement 10 % de ces substances. De plus, il reste encore beaucoup à découvrir concernant l'évaluation de ces substances en mélange. En effet, il est par exemple connu qu'une substance puisse ne pas être - ou peu - toxique, mais par contre, en présence d'une autre substance, cette toxicité peut être démultipliée. Sachant qu'il existe des milliers de substances existantes, et des nouvelles chaque année, le nombre de combinaisons possibles - et donc d'effets toxiques potentiels-  est faramineux. Comment évaluer la toxicité de ces milliers de substances, en mélange ou non, pour l'Homme et l'environnement ? 

En 2005, aux USA, un programme de recherche,  "The Toxicology in the 21st Century", fut mis en place pour apporter des réponses à cette question. A ce jour,  quatre agences gouvernementales (the National Institute of Environmental Health Sciences, the Environmental Protection Agency,  the Food and Drug Administration, and the National Institutes of Health Chemical Genomics Center)  sont impliquées dans ce projet de recherche. Une des approches adoptée est le construction d'un robot automatisé pour tester la toxicité de milliers de substances très rapidement et à moindre coût. En simplifiant, le principe est le suivant : une infime quantité de substance est déposée dans des minuscules puits (ces puits constituent une plaque) où se trouve des cellules (par exemple des cellules de foie  humain, de poisson,...qui sont cultivées au laboratoire). Ces cellules peuvent être modifiées pour émettre une lumière fluorescente si la substance est toxique. Toutes ces plaques sont manipulées par un bras robotique. Tous le système est automatisé. Ainsi, il est possible de tester la toxicité de milliers de substances par jour. Par ailleurs, cette méthode évite d'utiliser des animaux vertébrés (poissons, rats, lapins, ....). A travers cette démarche, il est possible d'obtenir rapidement une première estimation de la toxicité des substances chimiques pour par la suite approfondir les investigations.

Voici une vidéo qui présente ce robot en action :

Pour en savoir plus : 

United State Environmental Protection Agency

The CompTox Program

Department of Health and Human Services

Comments

[OLIVAUX]

L'avenir de l'évaluation de la qualité des eaux (brutes, de boisson...) réside dans l'utilisation de tests biologiques car c'est la réaction du vivant qui nous informe sur l'innocuité ou la plus ou moins grande toxicité d'une eau polluée et non des normes de qualité avec des seuils de potabilité qui n'offrent aucune fiabilité, ni pertinence sur les impacts sanitaires !!!