Projets Bisphénols • Projet ANR ModelExpo (2013-15)- Coordinatrice V Gayrard : Développement d’une approche intégrative modélisatrice pour évaluer l’exposition interne foetale humaine à un contaminant, appliquée au Bisphénol A au titre de molécule modèle • Projet ANSES BPSFetalExpo (2015-2018) Coordinatrice N Hagen-Picard : Développement d’une approche intégrative pour évaluer l’exposition interne foetale humaine au Bisphénol S

Les Bisphénols : un problème de santé publique Bisphénol A (BPA)

Loi n°2012-1442, 01/01/2015 (France) Perturbateur endocrinien pour l’homme et l’environnement (ECHA) en 2017 et 2018

Bisphénol S (BPS)

Propriétés oestrogéniques et antiandrogéniques Potentiel perturbateur endocrinien

Problématique et objectifs • Gestation : période à risque vis-à-vis de ces perturbateurs endocriniens Ingestion (100% absorption) Inhalation Voie transcutanée Dose externe

Concentrations maternelles en bisphénol

Bisphénol→ Bisphénol glucuronide

Concentrations fœtales en bisphénol

• Objectifs • Evaluer le potentiel d’exposition fœtale au BPA • Le BPS est-il une bonne alternative au BPA?

Site d’action= effet

Facteurs déterminants l’exposition fœtale Placenta Circulation maternelle

Bisphénol

ductus venosus 25% 12L/h veine ombilicale 75 %

Circulation fœtale

Liquide amniotique

Bisphénol

Bisphénol

Echanges transmembranaires

Bisphénol glucuronide

Métabolisme maternel Liaison aux protéines

Bisphénol glucuronide

Excrétion urinaire + déglutition Echanges transplacentaires Métabolisme

Métabolisme fœtal Effet de premier passage

Recirculation via le liquide amniotique

Modèle intégratif physiologique

Exposition fœtale humaine au Bisphénol A et au Bisphénol S • Approche intégrative sur le modèle de la brebis gravide • Approche ex vivo sur le modèle de placenta humain perfusé • Construction du modèle toxicocinétique appliqué au Bisphénol A

Modèle du fœtus ovin cathétérisé • Détermination de la disposition du BPA et du BPS et de leur métabolite dans l’unité materno-foeto-placentaire

C o n c e n tr a tio n s ( µ M )

0.4 %

100 10 BPS

1 0 .1 0 .0 1

Foetus 1000 100 10

BPSd8 BPS

1 0 .1 0 .0 1

0 .0 0 1

0 .0 0 1

0

0

20

97% C o n c e n tr a tio n s ( µ M )

Administrations IV et prélèvements de sang maternel et fœtal et de liquide amniotique

1000

Placenta C o n c e n tr a tio n s ( µ M )

BPS

Mère

40 T im e (h )

60

1000 100 10

20

80

C o n c e n tr a tio n s ( µ M )

Cathétérisation d’une veine jugulaire et d’une artère carotide

BPSG

1 0 .1 0 .0 1

0 .0 0 1

40 T im e (h )

60

80

100% BPSG d8

1000 100 10 1

BPSG BPSGd8

0 .1 0 .0 1

0 .0 0 1 0

100%

20

40 T im e (h )

60

Urine

80

0

20

40 T im e (h )

60

80

Comparaison de la disposition du BPS et BPA dans l’unité materno-foetale Bisphénol S Mère

Placenta

BPS

0.34 %

Cl = 0.93 t1/2 = 1.7 h

100 %

22 %

Bisphénol A

Foetus

Mère

Placenta

BPS

BPA

4.5 %

Cl = 0.32 t1/2 = 2.8 h

Cl = 1.75 t1/2 = 1.6 h

45 % sur 72 h

26 % sur 72h

BPSG

BPSG

Cl = 0.91 t1/2 = 2.7h

Cl = 0.0021 t1/2 = 86 h

Urine

94.5 %

BPAG Cl = 0.33 t1/2 = 3.2 h

Urine

70%

Foetus

BPA Cl = 14.8 t1/2 = 0.31 h

30 %

100 %

BPAG Cl = 0.020 t1/2 = 28 h

Cl exprimées en L/kg*h

• Faible transfert materno-fœtal du BPS par rapport au BPA • Persistance du BPSG dans le compartiment fœtal • Ré-activation des bisphénols glucuronides en BPA/BPS dans le compartiment fœtal • Exposition fœtale au BPS similaire à celle du BPA lors d’exposition chronique Corbel et al.,2013. Biol Reprod, 89:11; Gauderat et al., Environ Int. 2016; Grandin et al., Environ Int. 2018

Exposition fœtale humaine au Bisphénol A et au Bisphénol S • Approche intégrative sur le modèle de la brebis gravide • Approche ex vivo sur le modèle de placenta humain perfusé • Construction du modèle toxicocinétique appliqué au Bisphénol A

Modèle ex vivo du placenta humain perfusé

Antipyrine : marqueur de diffusion passive Collaboration avec l’hôpital universitaire Paule de Viguié Corbel et al, Reprod Toxicol. 2014; Grandin et al Chemosphere 2018

Comparaison BPS et BPA : indices de clairances placentaires Bisphénol S Bisphénol A Compartiment maternel

0.0852 0.290

Compartiment foetal

Implication de transporteurs d’efflux?

Compartiment maternel

0.84 0.81

Compartiment foetal

Diffusion passive

• Propriétés physico-chimiques des molécules • Liposolubilité : Log P BPS=1.65 BPS< Log P BPA=1. • Degré ionisation: BPS ½ ionisé et BPA non ionisé Le placenta humain protège le fœtus de l’exposition au BPS, mais risque d’accumulation du BPS Très faible transfert placentaire des glucuronides Risque d’accumulation du BPSG dans le compartiment fœtal Corbel et al 2014 Reprod Toxicol et Grandin et al Chemosphere 2018

Exposition fœtale humaine au Bisphénol A et au Bisphénol S • Approche intégrative sur le modèle de la brebis gravide • Approche ex vivo sur le modèle de placenta humain perfusé • Construction du modèle toxicocinétique appliqué au Bisphénol A

Modèle compartimental de la disposition du BPA et du BPAG dans l’unité materno-foetale • Modélisation toxicocinétique avec le logiciel Phoenix NLME sur le modèle ovin (n=54)

Configuration du modèle ovin avec les paramètres humains • Clairance humaine par une approche allométrique (Collet et al, 2015)

• Données de TK humaines : BPA-deutéré (100 µg/kg) sur un cookie (Thayer et al. 2015)

Oral dosing

Kfirstpass

Kbiodisp

Mother BPA Distribution

KBPA 12 KBPA 21

BPA Central

Placenta

Fetus

KfmBPA

BPA Central KmfBPA Kconjug

Kconjug

Khydro

Kfirstpass

BPAG Distribution

KBPAG 12 KBPAG 21

BPAG Central Kurine

KfmPBAG

BPAG Central

Khydro

BPAG Distribution

Prédiction de l’exposition fœtale humaine • 1 mois d’exposition journalière : dose moyenne = 36 ng/(kg.j) (EFSA 2015), 3 fois par jour par voie orale • 4 semaines ; forte dose 182 ng/kg (95e centile, EFSA 2015) Concentrations simulées

40 ng/L

2-40 ng/L

Biosurveillance (médiane)

57-140 ng/L

51 ng/L

Gerona RR et al 2013 0.01-0.02 ng/L Veiga-Lopez A et al. 2015

0.01-0.1 ng/L

BPAG : marqueur de l’exposition fœtale Gauderat et al Scientific Report 2017

Conclusion • Intérêt des approches intégratives physiologiques pour évaluer l’exposition fœtale humaine aux xénobiotiques • Considérer les glucuronides dans l’évaluation du risque lié à l’exposition aux bisphénols • Le BPS n’est pas une bonne alternative au BPA en termes de potentiel d’exposition foetale • Perspectives • Modèle QSAR prédictif des paramètres toxicocinétiques des bisphénols • Outil de criblage des substituts du BPA

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TOXALIM, E3 Gestation, Perturbateurs Endocriniens ◼ ◼ ◼

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INTheres ◼

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N. Picard-Hagen V. Gayrard F Grandin, G Gauderat, T Corbel, C Gély C. Viguié M. Lacroix

CHU Toulouse ◼ ◼ ◼

M Berrebi C Vayssières M Morin