Tritiated and non tritated ITER-like tungsten particles: from synthesis to genotoxicity
Thierry Orsière  1@  , Chiara Uboldi  1@  , Elodie Bernard  2@  , Isabelle George  3@  , Marcos Sanles  4@  , Stéphane Roche  5@  , Frédérique Magdinier  5@  , Bernard Rousseau  3@  , Gheorghe Dinescu  6@  , Nathalie Herlin, Tomy Ascente  6@  , Gregory Pieters  3@  , Philippe Delaporte  7@  , Dominique Vrel  8@  , Jérôme Rose  4@  , Véronique Malard  9@  , Christian Grisolia  10@  
1 : Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale  (IMBE)  -  Website
INEE, Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237, Aix Marseille Université, CNRS : UMR7263, INSB, INSU
Aix Marseille Université, Campus Etoile, Faculté St-Jérôme case 421 Av. . escadrille Normandie-Niemen 13397 MARSEILLE CEDEX 20 -  France
2 : Laser, Plasmas et Procédés Photoniques  (LP3)  -  Website
Aix-Marseille Université - AMU, CNRS : UMR7341
Campus Luminy, Aix Marseille Université, Marseille -  France
3 : Institut de Biologie et de Technologies de Saclay  (IBITECS)  -  Website
CEA
CEA Saclay bat 532 91191 Gif sur Yvette cedex -  France
4 : Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement  (CEREGE)  -  Website
Aix Marseille Université, INSU, Institut de recherche pour le développement [IRD], CNRS : UMR7330
Europôle Méditerranéen de l'Arbois - Avenue Louis Philibert - BP 80 - 13545 Aix-en-Provence cedex 4 -  France
5 : Génétique Médicale et Génomique Fonctionnelle  (GMGF)  -  Website
Inserm : U910, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, Hôpital La Timone, Assistance publique - Hôpitaux de Marseille (AP-HM)
Faculté de Médecine - 27 boulevard Jean Moulin 13385 Marseille Cedex 05 -  France
6 : National Institute for Laser, Plasma and Radiation Physics  (INFLPR)  -  Website
National Institute for Laser, Plasma and Radiation Physics Str. Atomistilor, Nr. 409 PO Box MG-36, 077125 Magurele, Bucharest -  Roumanie
7 : Laboratoire Lasers, Plasmas et Procédés photoniques  (LP3)  -  Website
CNRS : UMR7341, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II
Case 917 163 Avenue de Luminy 13288 MARSEILLE CEDEX 09 -  France
8 : Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux  (LSPM)  -  Website
Université Sorbonne Paris Cité (USPC), Institut Galilée, université Paris 13, CNRS : UPR3407
Institut Galilée, Université Paris 13, 99 avenue Jean-baptiste Clément, F-93430 Villetaneuse. -  France
9 : Laboratoire des Interactions Protéine Métal  (LIPM)
CEA
10 : Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique (ex DRFC)  (IRFM)  -  Website
CEA
CEA Cadarache, 13108 Saint-Paul-lèz-Durance -  France

The core of the ITER thermonuclear fusion reactor (www.iter.org) will be made of tungsten, for its mechanical properties and low plasma sputtering yield. Nevertheless, plasma-wall interaction can trigger the formation of tungsten nanoparticles (W-NP) that can be released in the environment, Assessment of the toxic potentials of W-NP is thus needed.

Genotoxicity of W-NPs of size around 100 nm synthetized by planetary ball milling, plasma and laser abrasion were investigated on BEAS-2B immortalized bronchial cells by using a cytotoxicity kit, the alkaline comet (AC) and the cytokinesis-block micronucleus (CBMN) assays.

The physic-chemical characterization of W-NP showed that plasma and namely laser particles have higher specific surface area than milled ones. W-NP behavior in cell culture media is related to the mode of synthesis.

A time- and concentration-dependent cytotoxic effect was noted, whereas cytostasis was not affected by W-NPs. AC and CBMN assays showed that the primary DNA damage and frequency of micronuclei formation was concentration-dependent and in relation with the mode of production. Genotoxic potential of tritiated plasma W-NP are currently investigated. This type of study will be useful to define the environmental and human health risks in case of release of particles in the environment.


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