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Posté par Isabelle le Lundi 23/01/2017 à 12:00
L'additif alimentaire E171 potentiellement dangeureux

Nanoparticules de dioxyde de titane (E171)
© Inra, Toxalim
Additif alimentaire E171: les premiers résultats de l'exposition orale aux nanoparticules de dioxyde de titane.

Des chercheurs de l'Inra et leurs partenaires1 ont étudié les effets d'une exposition orale au dioxyde de titane (Le dioxyde de titane est une substance composée d'oxygène et de titane.), un additif alimentaire (E171) utilisé de façon courante, en confiserie notamment. Ils montrent pour la première fois chez l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire...) que le E171 pénètre la paroi de l'intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à l'anus. Chez les humains et la plupart des mammifères, il est divisé en deux parties appelées l'intestin grêle et le gros...) et se retrouve dans l'organisme. Des troubles du système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le...) liés à l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie électronique. Le...) de la fraction nanoparticulaire de l'additif ont été observés. Par ailleurs, les chercheurs montrent qu'une exposition orale chronique au E171 induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) de façon spontanée des lésions prénéoplasiques dans le côlon (Le côlon, aussi appelé "gros intestin", court du cæcum jusqu'au rectum et constitue la partie terminale de l'intestin, appartenant à l'appareil digestif. Il fait suite à l'iléon au niveau de la...), un stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement...) non malin de la cancérogenèse, chez 40% des animaux exposés. De plus, le E171 accélère le développement de lésions induites expérimentalement avant exposition. Ces résultats témoignent d'un effet initiateur et promoteur des stades précoces de la cancérogenèse colorectale, sans toutefois permettre d'extrapoler ces conclusions à l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par...) et pour des stades plus avancés de la pathologie (La pathologie, terme provenant du Grec ancien, est littéralement le discours, la rationalité (λογία logos) sur la souffrance (πάθος pathos), et désigne dans une...). Ces résultats sont publiés dans Scientific Reports le 20 janvier 2017.

Utilisé dans divers domaines (cosmétique, crèmes solaires, peintures et matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) de construction), le dioxyde de titane (Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro atomique 22.) (ou TiO2) est aussi un additif très courant dans l'industrie agroalimentaire (connu sous le nom E171 en Europe) pour ses propriétés de colorant (Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.) blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne parfois :...) et d'opacifiant. Il est utilisé dans des bonbons, des produits chocolatés, biscuits et chewing-gums, ainsi que dans des compléments alimentaires. Il est également présent dans des dentifrices et des produits pharmaceutiques. Composé de micro- et de nanoparticules, le E171 n'est cependant pas soumis à l'étiquetage "nanomatériau (Un nanomatériau est un matériau possédant des propriétés particulières à cause de sa structure nanométrique. Elle est habituellement issue de la nanotechnologie.)" puisqu'il n'est pas composé à plus de 50% de nanoparticules (en général 10 à 40%). Une évaluation du risque a été réalisée par le Centre international de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) sur le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est menacée. Ces...) (CIRC) pour une exposition par inhalation au dioxyde de titane (exposition professionnelle) ; elle a conduit au classement dans le groupe 2B, c'est-à-dire cancérigène possible pour l'Homme.

Aujourd'hui, une préoccupation de la société concerne l'exposition orale au E171, en particulier chez l'enfant dont l'exposition est importante en raison d'une forte consommation de confiseries. Les chercheurs de l'Inra ont étudié le produit dans son ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) (c'est-à-dire un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le...) de micro- et de nanoparticules) et ont aussi évalué l'effet de la seule fraction nanométrique par comparaison avec une nanoparticule modèle.


Eléments de titane (points rouges) dans les cellules immunitaires de l'intestin grêle de rat (Le mot « rat » désigne en français, dans le langage vernaculaire certains mammifères rongeurs, le plus souvent du genre Rattus ou au moins de la famille des muridés. Mais...).
© Inra, LIST
Les chercheurs ont exposé des rats au E171 (exposition orale) à une dose de 10 mg par kilogramme (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse du Système international d'unités (SI).) de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale...) corporel et par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...), proche de l'exposition alimentaire humaine (données European Food Safety Agency, septembre 20162). Ils montrent pour la première fois in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme...) que le dioxyde de titane est absorbé par l'intestin et passe dans la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) sanguine. Les chercheurs ont en effet retrouvé des particules de dioxyde de titane dans le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie supérieure du creux...) des animaux.

Le dioxyde de titane altère la réponse immunitaire intestinale et systémique

Des nanoparticules de dioxyde de titane sont présentes dans la paroi de l'intestin grêle et du côlon, et se logent dans le noyau des cellules immunitaires des plaques de Peyer, un site inducteur (L'inducteur est une organe électrotechnique, généralement un électroaimant, ayant comme fonction d'induire un champ électromagnétique dans un induit : machine...) des réponses immunitaires dans l'intestin. Les chercheurs montrent un déséquilibre des réponses immunitaires, allant d'un défaut de production de cytokines dans les plaques de Peyer au développement d'un terrain micro-inflammatoire dans la muqueuse (Les muqueuses (du latin mucus) sont des minces couches de tissus d'origine ectodermique constituées de cellules épithéliales, et de tissu conjonctif sous-jacent qui se nomme chorion qui tapissent...) du côlon. Dans la rate (La rate (en grec ancien σπλήν (splēn), en latin lien, d'où les adjectifs splénique et liénal) est un organe fragile, profond,...), représentative de l'immunité systémique, l'exposition au E171 augmente la capacité des cellules immunitaires à produire des cytokines pro-inflammatoires lorsqu'elles sont activées in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple est la...).


Trois lésions prénéoplasiques sur l'épithélium du côlon de rat
© Inra, Toxalim
Le dioxyde de titane franchit la barrière intestinale et passe dans le sang

L'exposition orale chronique au dioxyde de titane a des effets initiateur et promoteur des stades précoces de la cancérogenèse colorectale.

Les chercheurs ont soumis les rats à une exposition orale chronique au dioxyde de titane, dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) de boisson et pendant cent jours. Dans un groupe de rats préalablement traités avec un cancérogène (Un cancérogène ou cancérigène ou carcinogène est un facteur provoquant, aggravant ou sensibilisant l'apparition d'un cancer. Cela peut...) expérimental, l'exposition a conduit à l'augmentation de la taille des lésions prénéoplasiques. Dans un groupe de rats sains exposés à l'additif E171, 4 animaux sur 11 ont spontanément développé des lésions prénéoplasiques sur l'épithélium intestinal. Les animaux non exposés n'ont présenté aucune anomalie à la fin des cents jours de l'étude. Ces résultats indiquent un effet initiateur et aussi promoteur du E171 sur les stades précoces de la cancérogenèse colorectale chez l'animal.

Ces études démontrent pour la première fois que l'additif E171 est une source de nanoparticules de dioxyde de titane pour l'intestin et le reste de l'organisme, avec des effets sur les fonctions immunitaires et sur le développement de lésions prénéoplasiques dans le côlon. Ces premiers résultats justifient une étude de cancérogénèse selon les lignes directrices de l'OCDE, afin de compléter ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) à un stade plus avancé de la pathologie. Ils fournissent de nouvelles données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) pour l'évaluation du risque de l'additif E171 pour l'Homme.

Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) NANOGUT, financé par l'Agence nationale de sécurité sanitaire (Comme son nom l'indique la sécurité sanitaire traite de la sécurité et de la gestion du risque concerne la santé.) de l'alimentation, de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) et du travail (Anses) dans le cadre du Programme national de recherche en environnement-santé-travail (PNR EST) et coordonné par l'Inra.

Le contrat de thèse (Une thèse (du nom grec thesis, se traduisant par « action de poser ») est l'affirmation ou la prise de position d'un locuteur, à l'égard du sujet ou du thème qu'il...) d'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Sarah Bettini a été financé par le Labex SERENADE.

Notes:
(1) Les partenaires de l'Inra pour ces travaux: Anses, CEA-Université Grenoble-Alpes, Synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.) SOLEIL (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...), Luxembourg Institute of Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de...) and Technology.
(2) Re-evaluation of titanium dioxide (E 171) as a food additive. EFSA Journal 2016;14(9):4545.


Contact scientifique:
- Eric Houdeau / Coordonnateur du projet NANOGUT Unité mixte de recherche Toxalim (Centre de recherche en toxicologie alimentaire)
- Fabrice Pierre Unité mixte de recherche Toxalim (Centre de recherche en toxicologie alimentaire)

Référence publication:
Sarah Bettini, Elisa Boutet-Robinet, Christel Cartier, Christine Coméra, Eric Gaultier, Jacques Dupuy, Nathalie Naud, Sylviane Taché, Patrick Grysan, Solenn Reguer,Nathalie Thieriet, Matthieu Réfrégiers, Dominique Thiaudière, Jean-Pierre Cravedi, Marie Carrière, Jean-Nicolas Audinot, Fabrice H. Pierre, Laurence Guzylack-Piriou & Eric Houdeau Food-grade TiO2 impairs intestinal and systemic immune homeostasis, initiates preneoplastic lesions and promotes aberrant crypt development (Development est une revue scientifique bimensuelle à comité de lecture couvrant tous les champs de la génétique évolutive du développement allant de...) in the rat colon, Scientific Reports, 7:40373, DOI: 10.1038/srep40373

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Source: INRA