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Le BET, utile mais toxique ?

Bromure d'éthidium : fluorescence en UV

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Le bromure d’éthidium est bien connu des personnels de laboratoire. En biologie moléculaire et cellulaire, cette substance chimique est largement utilisée mais n’en est pas moins redoutée pour son caractère toxique et potentiellement mutagène. Quels sont ses dangers et comment les identifier ? Quelles mesures de protection et de prévention doit-on mettre en place lors de sa manipulation ?

Le bromure d’éthidium (BET) est une substance chimique couramment utilisée dans les laboratoires de biologie moléculaire et cellulaire comme marqueur non radioactif des acides nucléiques. Il permet d’identifier et de visualiser des brins d’ADN ou d’ARN dans les électrophorèses et dans d’autres méthodes de séparation.

Le BET est une substance cristalline rouge sombre, non volatile, modérément soluble dans l’eau et qui produit facilement une fluorescence de couleur rose à rougeâtre lorsqu’il est exposé aux ultraviolets.

Sa structure et sa conformation lui permettant de s’insérer entre les bases des acides nucléiques, on qualifie le BET d’agent intercalant. Sa fluorescence, plus intense lorsque le BET est intercalé dans une molécule d’ADN, fait de cette substance un indicateur très sensible pour la détection des acides nucléiques. C’est pour cette raison que son usage est très répandu. Le BET est aussi connu pour être un inhibiteur de la synthèse d’ADN.

Le BET est un produit très toxique et potentiellement mutagène. Le personnel de laboratoire, le plus souvent informé des dangers de cette substance, l’utilise dans des analyses de routine et est donc susceptible d’être exposé sur de longues périodes. Il est donc indispensable d’observer des procédures adaptées lors de sa manipulation et son élimination.
Voir Recommandations de manipulation et d’élimination : le BET au laboratoire

Caractéristiques et structure chimique du bromure d’éthidium

Noms &
synonymes
– Bromure d’éthidium
– Bromure de 3,8-diamino-5-éthyl-6-phénylphénanthridinium
– Bromure d’homidium
– BET ; EtBr
Formule brute C21H20BrN3
Structure chimique du bromure d'éthidium (BET)
CAS 1239-45-8
Masse molaire 394,31 g⋅mol-1
Point de fusion 238-240 °C
Solubilité
dans l’eau
50 g⋅L-1 à 20 °C

Dans les conditions normales, le BET est un produit stable, mais il peut réagir vivement au contact d’agents oxydants forts. Le BET peut s’enflammer à température élevée, sa décomposition thermique produit des substances toxiques telles des oxydes d’azote et du bromure d’hydrogène (Fiche Toxicologique, FT236, INRS).

Toxicité du BET

Le BET est, depuis l’origine et encore aujourd’hui, utilisé comme produit vétérinaire pour traiter le bétail de certaines zones africaines contre des maladies transmises par des parasites. Assez bien toléré chez les animaux traités, les effets de l’exposition sur la santé humaine ne sont que très faiblement détaillés dans la littérature. La toxicité aiguë et chronique du BET chez l’homme reste encore inconnue par manque de données disponibles. Seuls quelques tests anciens, réalisés chez des animaux de laboratoires et in vitro permettent de dessiner un profil toxicologique de cette substance.

L’absorption du bromure d’éthidium par les voies d’expositions professionnelles courantes (contact cutané, inhalation ou voie orale) n’est pas connue chez l’homme, et n’a pas fait l’objet d’études chez l’animal.

Par analogie à d’autres composés de structure voisine, le BET est considéré comme un irritant modéré pour les yeux, les muqueuses et la peau, mais aucun test n’a été effectué. Sa toxicité aiguë est assez faible par voie orale ou par contact cutané (DL50 rat par voie orale ou cutanée [1] ≈ 1500 mg/kg) mais forte par inhalation (CL50 rat par inhalation [2] = 0,118-0,134 mg/L/4h) comme le décrit un industriel dans une fiche de données de sécurité (MSDS Ethidium Bromide, Aventor, 2011).

À ce jour, il n’existe pas de donnée disponible montrant un effet toxique chronique de la substance chez l’homme ou l’animal, par les voies d’exposition courantes (orale, par inhalation ou cutanée). Si certaines sources suggèrent un effet cancérogène du bromure d’éthidium, il n’existe pas de donnée validée. Cette dernière allégation semble par ailleurs être contredite par des études montrant un effet anti-tumoral de la substance chez la souris par inhibition de la synthèse d’ADN (Nishiwaki et al., 1974 [3]).

L’effet toxique préoccupant du bromure d’éthidium est la possibilité d’induire des mutations génétiques. Du fait de sa structure poly-aromatique à caractère hydrophobe, le BET est capable de former des liaisons faibles avec les paires de bases d’acides nucléiques et de s’insérer à l’intérieur des molécules d’ADN. C’est pourquoi on le qualifie d’agent intercalant.

En agissant de la sorte, les agents intercalants peuvent modifier la structure spatiale de la molécule d’ADN et perturber ainsi la réplication, la transcription et la réparation de l’ADN par les systèmes enzymatiques cellulaires. Tous les agents intercalants sont potentiellement mutagènes et certains tests de toxicologie permettent de les identifier. En effet, de nombreux tests in vitro de mutations géniques sur bactéries (tests d’Ames) ont montré que le BE