Analyse histologique d’explants vestibulaires pour évaluer la toxicité de produits chimiques

De nombreuses études épidémiologiques et expérimentales ont montré que les expositions professionnelles à des solvants peuvent engendrer des troubles de l’audition chez l’Homme comme chez le rongeur de laboratoire. Alors que l’organe périphérique de l’équilibre, le labyrinthe vestibulaire, se trouve dans l’oreille interne, et qu’il présente des similarités morphologiques et fonctionnelles avec la cochlée, aucune information n’est disponible sur les effets néfastes des solvants sur ce récepteur. Pourtant, des données épidémiologiques suggèrent que des expositions professionnelles aux solvants peuvent engendrer des troubles de l’équilibre pouvant être à l’origine de chutes. Dans cet article, nous décrivons les méthodes permettant d’évaluer la vestibulotoxicité périphérique en utilisant un modèle de « cyste » : sphère remplie d’endolymphe obtenue à partir d’échantillons de vestibule (utricules et ampoules) prélevés sur des rats nouveaunés avant d’être mis en culture. La mesure de la concentration endolymphatique en potassium et l’étude histopathologique des « cystes » permettent de comprendre les mécanismes de toxicité et d’identifier les cibles cellulaires lors d’une exposition à un produit chimique, un solvant aromatique en l’occurrence. Les caractéristiques fonctionnelles et morphologiques des cystes obtenus à partir d’utricules et d’ampoules sont observées puis la fonctionnalité du modèle est évaluée à l’aide de molécules dont les effets sont connus : l’ouabaïne, un bloqueur des pompes Na+/K+ ATPase, la gentamicine un antibiotique cytotoxique pour les cellules ciliées vestibulaires, et enfin le styrène, un solvant aromatique utilisé en milieu industriel et dont les propriétés cochléotoxiques sont bien connues.
Many epidemiologic and experimental studies have shown that occupational exposures to aromatic solvents can induce hearing deficits in both humans and laboratory rodents. Although the end-organ of balance, the vestibular labyrinth, is in the inner ear, and has morphological and functional similarities with the cochlea, no information is available on the adverse effects of solvents on this receptor. However, epidemiological data suggest that solvent exposure can generate balance disorders, which might increase the risk of falls. In this paper, we describe the methods for assessing peripheral vestibulotoxicity using cultured vestibular samples (utricles and ampullae) collected from newborn rats. After a few days in culture, these sensory tissues become spheres filled with endolymph, which we call “cysts”. Endolymphatic potassium concentration measurements and histopathological observations were performed to understand the toxic mechanisms and identify the cellular targets of a chemical exposure, an aromatic solvent in this case. The model was tested using molecules with known effects: ouabain, a blocker of Na+/K+ ATPase pumps, gentamicin, a cytotoxic antibiotic for vestibular hair cells, and finally styrene, an aromatic solvent used in industry with well-known cochleotoxic properties.