Establishing realistic dry aerosol exposure conditions at the Air-Liquid Interface with an in vitro lung model

Mise en place d’un modèle pulmonaire in vitro pour simuler une exposition réaliste à des aérosols secs à l’interface air-liquide (ALI).

Aline Chary1, Charlotte Stoffels1, Marina Azuaga Moreso1, Carla Ribalta Carrasco2, Dirk Brossell2, Rob Vandebriel, Tommaso Serchi1

1: LUXEMBOURG INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY (LIST), Esch Sur Alzette, Luxembourg; aline.chary@list.lu

2: BUNDESANSTALT FUER ARBEITSSCHUTZ UND ARBEITSMEDIZIN (BauA), Berlin, Germany

3: RIJKSINSTITUUT VOOR VOLKSGEZONDHEID EN MILIEU (RIVM), Bilthoven, Netherlands

Contexte

Dans le cadre du projet MACRAME, l’utilisation de modèles alvéolaires in vitro combinés à des systèmes d’exposition par aérosol sec a été étudiée afin de combler les lacunes actuelles en matière de données toxicologiques dans des conditions physiologiquement pertinentes. Un modèle de barrière alvéolaire composé d’une monoculture de cellules A549 cultivées à l’interface air-liquide (ALI) sur des inserts transwell a été utilisé. L’exposition à des nanomatériaux secs a été réalisée à l’aide du système Vitrocell® PowderX, qui permet l’aérosolisation directe des particules à la surface cellulaire. Des matériaux de référence, dont le Quartz DQ12, des nanoparticules de corindon et des nanotubes de carbone multi-parois (NM-401), ont été testés. Les doses déposées ont été quantifiées par analyse gravimétrique et par microbalance à quartz sensible à la surface (sQCM). La viabilité cellulaire a été évaluée à l’aide du test Alamar Blue, et la production intracellulaire d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) a été mesurée par cytométrie en flux. La libération de cytokines pro-inflammatoires a été mesurée dans les compartiments apical et basolatéral à l’aide d’un test multiplex basé sur la technologie Luminex.

Matériel et Méthode

Résultats

Conclusion

En conclusion, l’intégration d’un modèle A549 en ALI avec le système Vitrocell® PowderX permet une évaluation réaliste et reproductible des expositions à des nanomatériaux secs. L’utilisation de la sQCM pour la détermination des doses peut nécessiter une optimisation supplémentaire afin d’améliorer la précision et la fiabilité. Malgré un débit limité à quatre puits par exposition, des données dose-réponse précises et reproductibles ont été obtenues grâce au système PowderX.