Metabolomics Analysis of Rabbit Plasma after Ocular Exposure to Vapors of Sulfur Mustard
2024
Bouhlel, Jihéne | Caffin, Fanny | Gros-Désormeaux, Fanny | Douki, Thierry | Benoist, Jean-François | Castelli, Florence | Chu-Van, Emeline | Piérard, Christophe | Junot, Christophe | Fenaille, François | MetaboHUB-IDF ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-MetaboHUB-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Institut de Recherche Biomédicale des Armées [Brétigny-sur-Orge] (IRBA) | Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST) ; SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES) ; Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; 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International audience
显示更多 [+] 显示较少 [-]英语. Sulfur mustard (SM) is a highly potent alkylating vesicant agent and remains a relevant threat to both civilians and military personnel. The eyes are the most sensitive organ after airborne SM exposure, causing ocular injuries with no antidote or specific therapeutics available. In order to identify relevant biomarkers and to obtain a deeper understanding of the underlying biochemical events, we performed an untargeted metabolomics analysis using liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry of plasma samples from New Zealand white rabbits ocularly exposed to vapors of SM. Metabolic profiles (332 unique metabolites) from SM-exposed (n = 16) and unexposed rabbits (n = 8) were compared at different time intervals from 1 to 28 days. The observed time-dependent changes in metabolic profiles highlighted the profound dysregulation of the sulfur amino acids, the phenylalanine, the tyrosine and tryptophan pathway, and the polyamine and purine biosynthesis, which could reflect antioxidant and anti-inflammatory activities. Taurine and 3,4-dihydroxy-phenylalanine (Dopa) seem to be specifically related to SM exposure and correspond well with the different phases of ocular damage, while the dysregulation of adenosine, polyamines, and acylcarnitines might be related to ocular neovascularization. Additionally, neither cysteine, N-acetylcysteine, or guanine SM adducts were detected in the plasma of exposed rabbits at any time point. Overall, our study provides an unprecedented view of the plasma metabolic changes post-SM ocular exposure, which may open up the development of potential new treatment strategies.
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