L'exposition maternelle à la pollution atmosphérique est de plus en plus associée, sur le plan épidémiologique, à des issues de grossesse défavorables comme la prématurité et le faible poids de naissance. Parmi les polluants émergents figurent les nanoparticules de dioxyde de cérium, ou nanocérias, utilisées comme additifs catalytiques dans les carburants diesel et les cigarettes, puis libérées dans l'environnement. En raison de leur fort rapport surface/volume et de leur réactivité, ces nanoparticules développent un revêtement de surface lors de la combustion, susceptible d'incorporer d'autres composés issus des carburants. C'est le cas du benzo[a]pyrène, un hydrocarbure aromatique polycyclique reconnu comme cancérogène, mutagène et toxique pour la reproduction, ce qui soulève la question de l'effet combiné de ces deux polluants sur la santé humaine.
Pour se rapprocher des conditions environnementales réelles, les auteurs ont produit des nanoparticules de dioxyde de cérium recouvertes de benzo[a]pyrène, puis exposé des trophoblastes humains primaires et des villosités choriales. Le placenta, organe transitoire complexe, assure les échanges entre la mère et le fœtus ainsi qu'une fonction endocrine. Son unité fonctionnelle, la villosité choriale, est recouverte par le syncytiotrophoblaste, une couche multinucléée renouvelée par la fusion des cytotrophoblastes villeux sous-jacents. Les chercheurs ont notamment évalué l'activation de la voie du récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR), la capacité de différenciation trophoblastique, la formation du syncytium, le phénotype et la fonction mitochondriaux, ainsi que la stéroïdogenèse placentaire.
Les nanoparticules recouvertes de benzo[a]pyrène activent la voie AhR et favorisent la différenciation trophoblastique et la formation du syncytium, avec des effets distincts de ceux du benzo[a]pyrène ou des nanoparticules seuls, ou encore de leur simple mélange non lié. Fait notable, la dose la plus faible exerçait l'effet le plus marqué sur la différenciation et l'activation d'AhR : l'analyse de l'internalisation montre que ce résultat ne tient pas à une captation cellulaire supérieure mais à une meilleure biodisponibilité, la biodisponibilité s'avérant plus déterminante que la charge intracellulaire absolue. L'équipe confirme par ailleurs que l'internalisation s'effectue par une voie dépendante des radeaux lipidiques. Les nanoparticules non revêtues, à elles seules, perturbaient l'homéostasie mitochondriale et modifiaient la stéroïdogenèse placentaire, augmentant le taux d'estrone et diminuant celui de déhydroépiandrostérone, avec des effets dépendant du sexe placentaire. Tandis que les expositions individuelles n'avaient pas d'impact détectable sur la respiration cellulaire, une co-exposition en parallèle entraînait une réduction légère mais significative de la respiration basale.
Ces travaux indiquent que les nanoparticules de dioxyde de cérium peuvent moduler les effets biologiques du benzo[a]pyrène dans le placenta humain, en influençant la différenciation trophoblastique et en perturbant l'homéostasie mitochondriale et la production de stéroïdes. Les auteurs soulignent l'importance de prendre en compte les polluants liés aux nanoparticules dans les études d'exposome, ces formes pouvant présenter une biodisponibilité, une persistance et un impact métabolique distincts de ceux des polluants libres, avec des conséquences potentielles sur les issues de grossesse en environnement pollué.