Exposure to brominated flame retardants during sensitive periods of development: an increased risk for breast cancer?

Juarez Velazquez, Melany (2024). Exposure to brominated flame retardants during sensitive periods of development: an increased risk for breast cancer? Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 181 p.

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Résumé

Des produits chimiques sont ajoutés à notre vie quotidienne dans le but de nous protéger, de rendre la vie plus sécuritaire et nos activités plus faciles. Néanmoins, ces produits chimiques ne sont pas toujours aussi inoffensifs et protecteurs qu’ils devraient. C’est le cas des retardateurs de flamme bromés (BFR) qui sont désormais considérés comme des perturbateurs endocriniens. Ces composés piratent notre système endocrinien, provoquant des effets que nous ne comprenons pas complètement. Il existe suffisamment de preuves sur les effets de l’exposition aux BFR sur la santé humaine pour que certains d’entre eux soient désormais réglementés dans plusieurs pays, en plus de les considérer comme des polluants organiques persistants (POP). Puisque nous avons précédemment observé un effet des BFR sur le développement de la glande mammaire, nous avons émis l’hypothèse que ces effets auraient un impact sur la progression du cancer du sein. Par conséquent, cette étude présente une recherche in vivo de ces effets et des propositions in vitro pour améliorer les évaluations toxicologiques existantes.

Grâce à ce projet, nous avons pu montrer qu'une exposition aux BFR in utero et pendant l'allaitement semble provoquer des changements dans le sous-type de cancer du sein développé, la latence et la croissance de la tumeur. Néanmoins, les mécanismes à l’origine de ces résultats restent à être identifiés. Des effets ont aussi été observés chez les mères, et sont présentés en annexe.

A travers cette thèse, nous proposons un système de culture en couches 2D pour pouvoir co-cultiver des cellules luminales et myoépithéliales. Nous montrons que les cellules forment des jonctions adhérentes et lacunaires fonctionnelles à travers d’une membrane poreuse, et proposons des méthodologies pour les analyser cette communication et les effets sur les deux types cellulaires. Enfin, nous avons proposé des modèles de culture cellulaire 3D visant à reproduire l'acinus de la glande mammaire pour des évaluations toxicologiques, en collaboration avec une équipe de l'Université de Rennes.

Dans l’ensemble, ce travail aspire à mettre en lumière les effets des BFR et de développer des méthodologies pouvant devenir une nouvelle référence en toxicologie. Le but ultime des travaux contenus dans ce doctorat serait d'adapter davantage nos méthodologies de recherche pour une évaluation des risques efficace, impartiale et sécuritaire.

There are chemicals added to our daily life with the goal of protecting us, making life safer and activities easier. Nevertheless, these chemicals are not always as innocuous and protective as they are meant to be. This is the case of Brominated Flame Retardants (BRFs) which now are considered endocrine disrupting chemicals (EDCs). These compounds hack into our endocrine system causing effects we do not completely comprehend. There is enough evidence on the human health effects of exposure to BFRs that some of these chemicals are now regulated in several countries. In addition, BFRs are now considered Persistent Organic Pollutants (POPs). Since we previously observed an effect of BFRs on the mammary gland development, we hypothesized that these effects would have an impact in breast cancer progression. Therefore, this study presents an in vivo research of these effects and in vitro proposals to improve the toxicological assessments that exists nowadays.

Through this project, we showed that exposure to BFRs in utero and through lactation, causes changes in the subtype of breast cancer developed, the tumor latency and growth. Nevertheless, the mechanisms behind these results remain to be identified. Effects were also observed in the dams and are presented in an annex at the end of this thesis.

Through this thesis, we propose a 2D layered culture system to be able to co-cultivate luminal and myoepithelial cells that form adherens and functional gap junctions through a porous membrane. Additionally, we proposed methodologies to analyze them without breaking the communication and interactions between them. Finally, we proposed 3D cell culture models that aim to reproduce the mammary gland acinus for toxicology assessments, in collaboration with a team at the Université de Rennes.

Altogether, this work demonstrated that BFRs may affect the biology of the mammary gland and aspires to shed new light, based on these novel findings and methodologies, to advance toxicology gold-standards in the field. The ultimate goal of the work contained in this PhD is to further adapt our methodologies in research for an efficient, unbiased and safe risk assessment.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Plante, Isabelle
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Wade, Michael G. (Health Canada)
Mots-clés libres:	Glandes mammaire; Système de culture en couches; Co-culture; Communication cellulaire; Retardateurs de flamme bromés; Cancer du sein; Exposition gestationnelle-lactationnelle; Perturbateurs endocriniens; Culture cellulaire 3D; toxicologie; Mammary gland; Layered culture system; Co-culture; Cellular communication; Brominated flame retardants; Breast cancer; Gestational-lactational exposure; Endocrine disrupting chemicals (EDCs); 3D cell culture; toxicology
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	07 nov. 2024 13:52
Dernière modification:	07 nov. 2024 20:48
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/16153

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