De nouvelles recherches montrent comment et où le tungstène s'accumule dans les os des souris exposées à l'élément par le biais de l'eau potable. Les résultats, par une équipe de chimistes et de biologistes de l'Université McGill, pourrait ajouter aux doutes sur l'hypothèse autrefois universelle que le tungstène pose peu ou pas de risque pour la santé de la population humaine en général.

Avec le point de fusion le plus élevé de tous les métaux, La densité et la dureté remarquablement élevées du tungstène en font un ingrédient prisé dans une gamme de produits industriels, applications militaires et médicales. Utilisé dans les outils de coupe, munition, dispositifs médicaux et même certains médicaments, le tungstène fait désormais partie de notre quotidien.

Alors que de nombreux organismes de réglementation ont fixé des limites d'exposition à la poussière de tungstène en suspension dans l'air - principalement pour protéger les travailleurs qui extraient et traitent le métal - il existe très peu de limites officiellement mandatées pour les composés de tungstène solubles dans l'eau, auxquels un plus large échantillon de la communauté risque d'être exposé.

Le problème a pris de l'importance au début des années 2000 lorsque des scientifiques ont étudié un lien possible entre un groupe de cas de leucémie infantile à Fallon, Nevada, et des niveaux élevés de tungstène dans les eaux souterraines dont la ville s'approvisionnait. L'affaire a incité les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis à désigner le tungstène pour des études de toxicologie et de carcinogenèse.

Résultats mitigés des études de toxicité précédentes

À ce jour, la recherche sur la toxicité du tungstène et son rôle possible en tant que cancérogène a produit des résultats mitigés. Certaines études ont montré que d'autres communautés exposées à des niveaux de tungstène comparables à ceux de Fallon n'étaient pas affectées par une incidence de cancer supérieure à la normale - une constatation qui semblait exonérer le tungstène. Mais des recherches ultérieures ont révélé que chez les sujets exposés à la fois au tungstène et au cobalt, le tungstène semble augmenter la toxicité de l'autre substance. Ces résultats ont mis en évidence la nécessité de mieux comprendre comment le tungstène s'accumule dans le corps et sous quelle forme, et dans quelle mesure le corps est capable d'éliminer le tungstène après exposition.

L'étude de l'équipe de McGill sur l'exposition au tungstène chez la souris, publié dans Communications Chemistry, ont utilisé de puissantes techniques de spectroscopie aux rayons X pour trouver des réponses à ces questions. Les résultats soulèvent un certain nombre de préoccupations.

Alors qu'il a déjà été démontré que le tungstène s'accumule dans les os, les chercheurs de McGill ont découvert que l'élément ne s'accumulait pas uniformément dans les os; plutôt, elle était concentrée dans certains points chauds.

"Nous avons trouvé que le tungstène, autrefois considéré comme non toxique et inerte, s'accumule en effet de manière hétérogène dans l'os, " a déclaré Cassidy VanderSchee, auteur principal de l'étude et étudiant au doctorat au Département de chimie de McGill. "Non seulement que, nous avons constaté qu'il s'accumulait sous une forme chimiquement différente de celle dans laquelle il était administré, qui a confirmé que le tungstène est chimiquement actif dans le corps."

Accumulation dans les tissus osseux

L'étude a montré que chez les souris exposées à des niveaux élevés de tungstène dans l'eau potable, l'élément accumulé dans des régions spécifiques – moelle osseuse et tissu osseux poreux (ou « spongieux ») – à un degré 10 fois supérieur aux niveaux de fond. Le dépôt de tungstène dans l'os spongieux suggère que l'élément est incorporé pendant la croissance et le remodelage osseux, indiquant que les jeunes, les individus en croissance sont particulièrement sensibles.

Les chercheurs ont également découvert que le tungstène était retenu dans la couche externe dure de l'os - le cortex - même après que les souris aient reçu de l'eau sans tungstène pendant une période de huit semaines après l'exposition initiale. Le corps étant incapable d'éliminer le tungstène de ce tissu, l'os devient effectivement une source d'exposition chronique.

La découverte que le tungstène changeait de forme dans le corps était encore plus préoccupante. Les résultats ont montré que l'élément s'accumulait sous une forme ressemblant au phosphotungstate, un catalyseur chimique connu avec un potentiel important pour intervenir dans les processus biologiques qui se produisent dans la moelle osseuse et l'os spongieux - la formation de cellules immunitaires et la croissance osseuse parmi eux.

"Nous pensons que bon nombre des effets biologiques du tungstène que nous avons étudiés seront attribués à des changements dans l'os, " dit Koren Mann, professeur agrégé d'oncologie à McGill et co-auteur de l'étude. "Cela inclut les effets sur le système immunitaire, cellules souches, et le cancer."

"Alors que la recherche se poursuit sur les risques pour la santé posés par l'exposition humaine au tungstène, notre étude fournit des informations importantes sur la façon dont l'élément s'accumule dans le corps - des résultats qui sont cruciaux pour développer des thérapies efficaces pour l'éliminer, », déclare Scott Bohle, professeur de chimie et auteur principal à McGill.