Pour les responsables de R&D qui doivent garder une longueur d'avance, ce bref résumé présente les dernières approches et innovations en matière de réduction de l'impact carbone de la production d'engrais et de l'agriculture. Il présente les tendances émergentes et les enseignements clés pour permettre à leurs équipes respectives de rester informées des nouvelles approches, des progrès majeurs et des innovations sur ce marché émergent.

Chaque jour, près de 5 millions de tonnes de matériaux dangereux sont transportés aux États-Unis, de sorte que statistiquement, le nombre de déversements de produits chimiques est limité, mais leur impact est considérable. Les déversements récents à East Palestine et dans d'autres lieux soulignent les défis auxquels sont confrontés les premiers secours, les transporteurs et les agences gouvernementales lorsqu'il s'agit de procéder au nettoyage des déversements de produits chimiques. Cet article examine plus en détail la science sous-jacente du chlorure de vinyle, l'impact des dioxines et les solutions potentielles présentées dans la littérature scientifique.

Enfin, alors que nous envisageons l'avenir du transport de matériaux dangereux, les accidents seront inévitables. Mais que pouvons-nous apprendre qui pourrait nous guider dans nos décisions futures pour améliorer le suivi, les réponses et les résultats ?

Comment le chlorure de vinyle provoque-t-il le cancer ?

Malgré le brûlage dirigé effectué à East Palestine, une grande quantité de chlorure de vinyle a été libérée dans l'environnement, notamment dans le sol, l'eau et l'air. Le chlorure de vinyle est un produit chimique couramment utilisé, dont les applications sont nombreuses dans des secteurs tels que les travaux publics, l'électronique et les emballages. Toutefois, le chlorure de vinyle est un carcinogène dont les propriétés toxiques sont connues.

L'exposition au chlorure de vinyle par ingestion, inhalation ou contact cutané peut entraîner son absorption dans la circulation sanguine, où il est acheminé jusqu'au foie. Dans le foie, le chlorure de vinyle est métabolisé par l'enzyme cytochrome P450, produisant une substance intermédiaire hautement réactive appelée oxyde de chloroéthylène (figure 1). Cette molécule contient un groupe d'époxydes (mis en surbrillance en rouge) qui se lie facilement aux bases de l'ADN (la guanine, par exemple), entraînant la formation d'adduits d'ADN. Ces adduits peuvent entraîner des mutations de l'ADN, lesquelles aboutissent finalement au développement de cancers.

Existe-t-il des solutions pour éviter la contamination par le chlorure de vinyle ?

Le chlorure de vinyle possède une demi-vie courte dans l'environnement : 0,2 à 0,5 jour en cas d'évaporation depuis les sols ; 0,8 heure en cas d'évaporation depuis l'eau ; 1,5 jour dans l'air par dégradation en phase gazeuse. En conséquence, les solutions pour éviter le chlorure de vinyle sont moins essentielles sur le long terme que celles qui concernent des contaminants de l'environnement durables tels que les dioxines. Bien qu'il existe un certain nombre d'approches (physiques vs. chimiques) pour résoudre ce problème, elles pourraient être destinées uniquement à ceux qui sont continuellement exposés au chlorure de vinyle.

Que sont les dioxines et sont-elles dangereuses ?

Les dioxines sont des contaminants de l'environnement composés de 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxine et de nombreux autres composés similaires aux dioxines créés en tant que sous-produits de la combustion du chlorure de vinyle. L'EPA (agence américaine pour la protection de l'environnement) n'a pas testé les niveaux de dioxine. Toutefois, de nombreux experts sont inquiets, car les dioxines sont persistantes et 90 % de l'exposition des humains passe par l'alimentation.

Hautement toxiques, les dioxines peuvent reproduire ou activer les facteurs de transcription et provoquer des dérégulations de l'expression génique, aboutissant à de nombreuses perturbations des fonctions physiologiques. Elles peuvent aussi perturber de nombreuses hormones, telles que les œstrogènes, les androgènes et les hormones thyroïdiennes, entraînant des anomalies des systèmes reproductif, développemental et immunitaire.

Est-il possible d'éliminer les dioxines ?

L'examen du paysage des brevets dans la Collection de contenus CAS™ au sujet de l'élimination des dioxines révèle plusieurs tendances majeures. La décomposition thermique et les catalyseurs de décomposition sont deux méthodes principales d'élimination des dioxines, et de nombreux brevets portent sur l'élimination des dioxines dans l'air ou les cendres volantes. Les recherches consacrées à l'élimination des dioxines dans les sols restent limitées. Fu et al. a évoqué l'utilisation d'un charbon actif modifié (V5-Mo5-Ti) en tant que matériau d'absorption catalytique prometteur pour contrôler les émissions de dioxines dues à la désorption thermique des sols organiques contaminés.

Les principales entreprises identifiées comprennent Mitsubishi Heavy Industries, qui a déposé plus de 90 brevets de 2000 à 2003 (figure 2) et des acteurs émergents venus de Chine au cours des 5 dernières années (figure 3). Des concepts tels que la décomposition thermique, les gaz de combustion, les gaz de combustion des incinérateurs et les catalyseurs de décomposition sont fréquemment évoqués dans ces publications de brevets. Le brevet JP2006239484 déposé par Mitsubishi Heavy Industries revendiquait un appareil qui utilise la photocatalyse au laser pour décomposer thermiquement l'halogénure sur les particules, limitant ainsi la génération de dioxines. Le brevet CN115708995 revendiquait un appareil utilisant un catalyseur de décomposition des dioxines pour éliminer les dioxines des gaz de combustion.

Le rôle des données

Immédiatement après des accidents de ce type, l'attention se porte souvent sur les défis physiques ou les défaillances, mais les informations sont un autre facteur essentiel à prendre en compte. Tous les protocoles de sécurité ou consignes de manipulation doivent impérativement être facilement accessibles pour les personnels de premiers secours et les agences qui interviennent sur site. À l'échelle mondiale, il est également crucial que tous les matériaux dangereux soient correctement suivis par les transporteurs de produits chimiques. Les solutions qui intègrent les données et améliorent la précision et l'efficacité sur l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement sont encore plus précieuses. Rinchem, société qui gère certaines des chaînes d'approvisionnement les plus complexes au niveau mondial, transporte plus de 4 milliards de produits chimiques en toute sécurité chaque année. Cette entreprise illustre parfaitement l'exploitation des numéros CAS RNTM pour s'assurer de l'exactitude et de l'intégration des données dans l'ensemble des sources.

Perspectives d'avenir

Même s'il existe un certain nombre d'approches en matière de prévention (restrictions, politiques, etc.), le défi concernant les meilleures solutions de nettoyage et les procédures à suivre pour minimiser les problèmes sanitaires et écologiques devra être relevé à l'avenir. Malgré les progrès de la recherche et des publications scientifiques, il serait important de s'attacher à la facilité d'accès et à une meilleure traçabilité des produits chimiques dangereux. Enfin, dans les situations où les services de lutte contre l'incendie peuvent manquer de personnel ou de formation aux protocoles concernant les matériaux dangereux, il est indispensable d'identifier avec précision les produits chimiques déversés et de pouvoir accéder aux protocoles de sécurité adéquats. Ce n'est qu'en nous préparant aux scénarios de déversements et d'accidents futurs que nous serons en mesure de minimiser l'impact de l'inévitable.

Les exosomes sont apparus comme une force majeure dans la restructuration des soins aux patients atteints d'un grand nombre d'affections, du cancer aux maladies cardiovasculaires, mais aussi dans la régénération des tissus : les opportunités sont immenses. Récemment, des experts de la clinique Mayo, de Direct Biologics (les fabricants de l'ExoFlo) et d'Aruna Bio ont rejoint CAS à l'occasion d'un webinaire le 9 mars 2023.

Les exosomes sont souvent qualifiés de version naturelle des nanoparticules lipidiques et leurs propriétés distinctives, telles que la stabilité innée, la faible immunogénicité, la biocompatibilité, ainsi que leurs excellentes capacités de pénétration des tissus ou des cellules présentent des avantages majeurs par rapport aux nanoparticules. Découvrez plus en détail pourquoi dans le futur, les exosomes transformeront l'administration des médicaments, les diagnostics et le paysage thérapeutique dans notre récent rapport Insight.

Points saillants du webinaire

Pour planter le décor de cette discussion, Janet nous a proposé un tour d'horizon du paysage de ce domaine émergent de la science. Même si les tendances des publications et de la propriété intellectuelle indiquent un développement des exosomes, il reste un défi majeur en termes d'isolation et de purification qui devra être résolu avant d'envisager une distribution à plus grande échelle. Un examen plus approfondi du paysage clinique et préclinique a révélé les principaux acteurs, leurs technologies et les domaines thérapeutiques concernés par l'avenir des exosomes.

Le Dr Behfar a commencé par évoquer son évolution clinique et l'utilisation des exosomes dans des applications thérapeutiques en cardiologie. Il a expliqué en détail comment un produit d'exosome purifié (PEP) est étudié en clinique et à la Mayo Clinic pour une utilisation régénérative dans des domaines tels que la cicatrisation des plaies, l'infarctus du myocarde et la santé des femmes. Il a également évoqué le mécanisme des PEP réduisant le stress oxydant et l'inflammation et sa teneur en enzymes anti-oxydantes.

Le Dr Mosely a commencé sa présentation par une description détaillée de la complexité des exosomes, y compris leurs procédés biologiques étendus. Il a abordé le sujet du pipeline considérable de médicaments d'ExoFlo et de leur utilisation pour le traitement de nombreuses maladies, telles que le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) et l'ostéo-arthrite. Enfin, il a exposé les nombreux résultats prometteurs obtenus par l'ExoFlo dans le traitement du SDRA grâce à la réduction des protéines inflammatoires et à l'augmentation des populations de cellules immunitaires.

Le Dr Stice a axé le début de sa présentation sur les complexités de la purification et de la concentration des exosomes, ainsi que sur l'importance des installations respectant les cGMP dans le développement des matériaux cliniques à base d'exosomes. Il a ensuite examiné les difficultés pour les traitements de franchir la barrière hémato-encéphalique (BHE) et l'utilisation thérapeutique de l'exosome AB 126, dérivé de cellules souches neurales. L'exosome AB126 possède une affinité naturelle avec le système nerveux central et une forte perméabilité de la BHE avec l'aptitude à préserver et à réparer les tissus cérébraux à la suite d'une attaque ischémique. Pour conclure, il a expliqué comment l'exosome AB126 peut aussi être utilisé pour transporter jusqu'au cerveau différentes cargaisons, telles que l'ARNsi.

Pour terminer, les participants ont posé un grand nombre de questions : des comparaisons entre nanoparticules lipidiques et exosomes à des questions plus complexes au sujet de l'isolation, de la purification et de la caractérisation des exosomes. En bref, ce panel très intéressant a mis en évidence les opportunités prometteuses des exosomes pour l'administration des médicaments et la réponse aux besoins encore non satisfaits dans le traitement de certaines maladies.

Regardez l'enregistrement et les diapositives associées au webinaire ici.