Effets du dioxyde de titane dans l'alimentation
Publié par Isabelle le 18/04/2019 à 14:00
Source: CEA IRIG
Des chercheurs de notre institut s'intéressent aux effets de nanoparticules de TiO2 sur des modèles in vitro de cellules épithéliales intestinales. Ils soulignent l'existance d'effets cellulaires significatifs de faible ampleur, associés à un profil inflammatoire, une expression accrue des pompes responsables de l'efflux de ce xénobiotique, et une production accrue de mucus par les cellules muci-sécrétantes.


E171 vu en microscopie électronique à balayage. ©CEA

Le dioxyde de titane (Le dioxyde de titane est une substance composée d'oxygène et de titane.) (TiO2) est un additif alimentaire autorisé depuis les années 60. Utilisé pour ses propriétés blanchissantes, il est inclus dans la recette de confiseries, pâtisseries et autres préparations industrielles, sous le code E171 dans l'Union Européenne. Son dossier d'autorisation initial stipule (En botanique, les stipules sont des pièces foliaires, au nombre de deux, en forme de feuilles réduites située de part et d'autre du pétiole, à sa base, au point d'insertion sur la tige.) qu'il ne présente aucun risque pour la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) et que son 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 photon...) intestinale est minime. Sa réévaluation par l'autorité sanitaire européenne (EFSA), publiée en 2016, a conduit les experts à conclure que les 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 événement, etc.) disponibles indiquaient que l'exposition alimentaire à cette substance ne constituait pas un problème de santé pour les consommateurs. Néanmoins, ils ont souligné l'absence de données sur certains organes, en particulier les organes reproducteurs, et recommandé de mener des études pour combler ces lacunes.

En 2017 est parue une étude de l'Inra, menée sur des rats exposés par gavage gastrique ou via l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) de boisson à des doses réalistes de E171, mettant en évidence son effet promoteur dans la cancérogenèse colorectale, ainsi que des perturbations du système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi »...) des animaux exposés.

Des chercheurs du laboratoire Système Moléculaires et nanoMatériaux pour l'Énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) et la Santé (SyMMES) de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) IRIG, s'intéressent depuis une dizaine d'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) aux effets de nanoparticules de TiO2 sur des modèles de cellules épithéliales intestinales, 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...). Ces modèles allient des entérocytes et des cellules sécrétant du mucus, reconstituant ainsi la couche la plus superficielle de l'épithélium bordant la partie terminale 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 (La grêle est un type de précipitation qui se forme dans des orages particulièrement forts lorsque l'air est très humide et que les courants ascendants sont...), l'iléon. Alors que les premiers résultats des chercheurs ont démontré un transfert de nanoparticules de TiO2 depuis la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) intestinale (intérieur) vers le milieu intérieur, leurs données les plus récentes soulignent des effets cellulaires significatifs, bien que de faible ampleur. Ainsi, E171 n'entraîne pas de diminution de la viabilité cellulaire ni de cassures ou dommages chromosomiques dans l'ADN des cellules exposées, mais perturbe l'équilibre (homéostasie) oxydatif de la cellule, notamment en y causant l'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), toxiques pour la cellule, couplée à l'apparition de bases oxydées de l'ADN [1]. Ces perturbations n'entraînent pas de stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à...) du réticulum endoplasmique, mais sont associées à un profil inflammatoire, une expression accrue des pompes responsables de l'efflux de ce xénobiotique hors des cellules épithéliales intestinales, et une production accrue de mucus par les cellules muci-sécrétantes [2].

Sur la base de ces résultats, il semblerait donc que le E171 entraîne des perturbations sub-létales dans les cellules épithéliales intestinales, conduisant ces cellules à mettre en place des mécanismes de défense.

Notes:
- Collaboration: Institut 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 scientifique désigne...) en Santé Digestive, Inserm, Toulouse ; Toxalim, Inra, Toulouse ; Laboratoire Chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) et Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences...) des Métaux, CNRS-CEA-UGA, Grenoble.
- Les entérocytes sont un des quatre principaux types de cellules de l'épithélium intestinal, au sein de 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 les...) intestinale.
- Épithélium: tissu fondamental formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque...) soit un revêtement externe (en surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) de la peau) ou interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le "Diplôme...) (en surface d'une muqueuse), soit une glande et composée de cellules épithéliale


Références publication:
[1] Dorier et al. Toxicological impact of acute exposure to E171 food additive and TiO2 nanoparticles on a co-culture of Caco-2 and HT29-MTX intestinal cells. Mutation Research/Genetic toxicology and environmental mutagenesis, 2019
[2] Dorier et al. The food additive E171 and titanium dioxide nanoparticles indirectly alter the homeostasis of the human intestinal epithelial cells, in vitro. Environmental 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...): Nano, 2019
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