Utilisation de la microspectrofluorimétrie sur cellules vivantes isolées dans l’étude des cinétiques de mécanismes intracellulaires : influence de la photodégradation éventuelle des substances utilisées comme traceurs fluorescents

Laboratoire de Chimie Physique, Université de Perpignan Avenue de Villeneuve, 66025 Perpignan Cedex, France.

Résumé

L’utilisation en biologie de la microspectrofluorimétrie entraîne généralement l’exposition des échantillons microscopiques à une irradiation importante pouvant induire pour certaines substances une photodégradation.

Un tel phénomène a été observé pour les 1,2, 7, 8 Dibenzocarbazole, 1,2, 5, 6 Dibenzocarbazole, et 3, 4, 5, 6 Dibenzocarbazole lors de leur métabolisation par des cellules vivantes isolées. La métabolisation par des cellules vivantes isolées de cette famille de composés présente un vif intérêt du fait de leur différence de pouvoir cancérogène et de la présence, par rapport aux hydrocarbures aromatiques polycycliques, d’un hétéroatome.

Cet intérêt nous a conduit à entreprendre une étude de leur photodégradation en milieu biologique.

Deux résultats à cette étude :

• 1)

  Les cinétiques de photodégradation sont d’ordre 2, suggérant une réaction, soit du type A + A* → P, soit plus probablement A* + B → P où B caractérise, un site d’interaction spécifique des DBC avec les protéines (dissolution des DBC grâce à des interactions avec les protéines et les lipoprotéines).

• 2)

  Nous avons pu montrer que, grâce à une amélioration des qualités optiques du microspectrofluorimètre, il est possible de limiter, pour ces composés, la photodégradation à un niveau négligeable, rendant ainsi possibles des études de cinétiques sur cellule vivante isolée par microspectrofluorimétrie.

Abstract

Microfluorometric methods are frequently used in biology, but they need an important irradiation of the sample of the microscopic field, undergoing sometimes fluorophor photodegradation.

A such phenomenon has been observed in the métabolisation kinetic studies of 1,2, 5, 6-DibenzoCarbazol, 1, 2, 7, 8-Dibenzo- Carbazol and 3, 4, 5, 6-DibenzoCarbazol by single living celles, using microspectrofluorometry. These studies are of great interest due to their different carcinogenic potency (power), and as compared to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, to the presence of an hetero-atome.

We have also performed a study of the photodegradation of these compounds in a biological environment (surrounding).

Two main results are obtained:

• 1)

  First the photodegradation Kinetics are of the second order, suggesting reactions either of type A + A* → P or type A* + B → P, where B caracterise an interaction site of Dibenzocarbazols with proteins and lipoproteins. The probability of the last reaction seems to be greater, due to the direct dissolution of Dibenzocarbazole through interactions with proteins and lipoproteins of the culture medium.

• 2)

  Second, the optimisation of the optical pathways of the apparatus, allows the reduction of the photodegradation process to a level such as it can be neglected relatively to métabolisation. This allows kinetic studies of accumulation and métabolisation of Dibenzocarbazol by single living cells usign microspectrofluorimetry.