Mesure de la survie des macrophages alvéolaires après irradiation alpha pour l'évaluation de la toxicité des oxydes d'actinides inhalés

Measurement of alveolar macrophage survival after alpha irradiation to evaluate the toxicity of inhaled actinide oxides

CEA / DSV / DRR / SRCA Laboratoire de Radiotoxicologie, BP 12, 91680 Bruyères le Châtel, France.

Résumé

Nous avons mesuré la survie de macrophages alvéolaires de rat après une irradiation alpha réalisée in vitro à l'aide de sources électrodéposées de 239-Pu. La survie a été évaluée en mesurant, par puits de culture, le nombre de cellules adhérentes par unité de surface comparée àdes puits non irradiés. La relation dose-effet obtenue suit une fonction exponentielle de la fluence alpha émise par la source. Après mesure des surfaces projetées des cellules entières et de leurs noyaux par microscopie optique, et détermination de la forme cellulaire par microscopie confocale, un calcul dosimétrique a été effectué. Environ 550 alpha/cellule et 150 alpha/noyau induisent une létalité de 63 % des macrophages alvéolaires, soit une Do de l'ordre de 90 Gy pour la cellule ou le noyau. Ces résultats permettent d'évaluer la survie des macrophages in vivo après phagocytose d'oxydes d'actinides, en fonction de la taille et de l'activité alpha spécifique de la particule. Après inhalation, une létalité significative des macrophages alvéolaires serait induite pour des particules d'oxydes d'actinides de diamètre aérodynamique supérieur à 1 micron et d'activité spécifique supérieure à celle du 239-PuO₂.

Abstract

Measurement of alveolar macrophage survival after alpha irradiation to evaluate the toxicity of inhaled actinide oxides. We have studied rat alveolar macrophage survival after in vitro alpha irradiation with electrodeposited sources of 239-Pu. Survival was estimated by the ratio of the number of adherent cells per unit of area at the end of the irradiation, versus unirradiated cells. The dose-effect relationship fit to a single exponential function of fluence. A dosimetric calculation has been performed after measurement of projected areas of entire cells and cell nuclei, and estimate of their shape. The number of alpha tracts needed to induce 63% alveolar macrophage lethality was about 550 per cell and about 150 per nucleus, corresponding to a Do at about 90 Gy for entire cell or for cell nucleus. Our results allow us to estimate in vivo macrophage survival after phagocytosis of actinide oxides as a function of particle size and their specific activity. A significant lethality could be induced by actinide oxides with an aerodynamic median activity diameter higher than 1 micron and a specific activity higher than that of 239-PuO₂.