Stress cellulaires liés aux ondes millimétriques
1ers résultats publiés
Résumé
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Les nouvelles expositions électromagnétiques induites artificiellement dans notre environnement par les systèmes émergents de communications sans fil à courte portée et à haut débit (e.g. WiHDTM) peuvent avoir des conséquences imprévisibles pour la population. Les objectifs majeurs de ce projet consistent à déterminer in vitro, les effets potentiels directs ou combinés des ondes millimétriques (fréquences comprises entre 57 et 64 GHz) de faible puissance sur les processus cellulaires liés aux stress.
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Publications
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Zhadobov et al., (2008)
Numerical and Experimental Millimeter-Wave Dosimetry for in vitro Experiments
Accepté à IEEE Microwave Theory and Techniques
Nicolas Nicolaz et al., (2008)
Absence of direct effect of low-power millimeter-wave radiation at 60.4 GHz on endoplasmic reticulum stress
Accepté à Cell Biology and Toxicology
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Partenaires
Université de Rennes I – Equipe « Homéostasie Intracellulaire des Protéines » UMR CNRS 6026
Institut d’Electronique et de Télécommunications de Rennes (IETR) – UMR CNRS 6164
Contact
Yves LE DREAN – Université de Rennes I
Durée
24 mois
Présentation
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Mots clés : ondes millimétriques de faible puissance (60GHz), WiHD, cellules épithéliales humaines, effets biologiques, études in vitro, expression génétique, stress cellulaires (protéines chaperons, réticulum endoplasmique).
Les systèmes de communications sans fil se sont considérablement développés durant la dernière décennie. En raison de la saturation de la partie basse du spectre micro-onde et des besoins croissants en transmission haut débit, les nouvelles fréquences de fonctionnement sont décalées vers les fréquences millimétriques. Celles situées au voisinage de 60GHz sont déterminées par les leaders mondiaux en télécommunications comme les futures fréquences des réseaux numériques sans-fils à très courte portée (e.g. WiHDTM). Cependant, les rayonnements autour de 60GHz sont absents du spectre naturel et les organismes vivants n’y ont encore jamais été exposés dans les conditions environnementales. De telles expositions pourraient donc avoir des conséquences imprévues sur la population et la connaissance de l’impact potentiel des ondes millimétriques (OMs) de faible puissance sur la santé est de la plus haute importance.
Nous proposons une approche in vitro pour vérifier si les OMs de faible puissance peuvent induire des perturbations au niveau de la physiologie cellulaire. Les résultats que nous obtiendrons permettront d’augmenter les connaissances sur les risques potentiels pour la santé humaine. De plus, notre travail permettra de déterminer le rôle des paramètres de rayonnement et pourra contribuer au développement de normes d’exposition et de recommandations pour la communauté internationale.
Pour cela, nous proposons d’analyser les modifications potentielles de l’expression génétique induites par l’exposition de cultures de cellules humaines aux fréquences millimétriques. Ce travail se fera par RT-PCR quantitative sur des gènes cibles candidats et sera complété par une approche plus globale utilisant des puces à ADN.
Les degrés d’innovation et l’originalité de ce projet sont doubles :
1) Bande de fréquences et spectroscopie millimétrique.
Les effets biologiques potentiels d’exposition aux OMs de faible puissance au voisinage de 60GHz ont été faiblement étudiés jusqu’à présent. Nous étudierons le rôle des principaux paramètres de rayonnement : fréquence, densité de puissance, modulation, polarisation, et régimes d’exposition. Nous concentrerons nos travaux dans la bande 57-64GHz (norme IEEE 802.15.3c) en privilégiant les fréquences pour lesquelles les données spectroscopiques suggèrent une résonance des groupes biomoléculaires.
2) Types de stress cellulaires.
Les effets biologiques des ondes électromagnétiques ont pour l’instant été classiquement évalués à travers l’expression des protéines de choc thermique (HSPs). Dans ce projet, nous proposons d’étendre l’étude à d’autres protéines de stress, impliquées notamment dans le stress du réticulum endoplasmique (RE). Les protéines de stress du RE, dont le pouvoir anti-apoptotique est puissant, sont induites par des stress environnementaux variés et sont impliquées dans de nombreuses maladies, notamment le cancer. Le RE est un compartiment cellulaire vulnérable à plusieurs perturbations: flux ioniques, modifications de membrane, variations de pression locale en oxygène ou déséquilibres redox; autant de paramètres potentiellement influencés par les OMs. Ainsi, en plus de leur importance physiopathologique, les protéines de stress ER sont des cibles cellulaires pertinentes pour les OMs.
Ce projet pluridisciplinaire implique deux unités CNRS possédant une forte expertise et une reconnaissance internationale dans leurs domaines de recherche respectifs :
– réponses biologiques aux stress protéotoxiques (équipe « homéostasie Intracellulaire des Protéines » de l’UMR CNRS 6026 ; http://www.umr6026.univ-rennes1.fr
– et propagation des OMs et conception d’antennes en millimétriques (Institut d’Électronique et de Télécommunications de Rennes de l’UMR CNRS 6164 – IETR ; www.ietr.org).