Nanoparticules de dioxyde de titane: le E171 traverse la barrière placentaire

Publié par Isabelle le 08/10/2020 à 13:00
Source: INRAE

© PIXABAY
Qu'est-ce que le dioxyde de titane ? C'est un additif alimentaire phare largement utilisé à l'échelle mondiale pour ses propriétés colorantes (pigment blanc) et opacifiantes. Plus connu en Europe sous le nom de E171, l'utilisation de cet additif sur le marché des denrées alimentaires est suspendue en France depuis le 1er janvier 2020, par principe de précaution (1).

Les travaux (2) de chercheurs INRAE en 2017 ont apporté les preuves scientifiques nécessaires à cette mesure ponctuelle instaurée pour une durée d'un an potentiellement reconductible. En collaboration avec le Laboratoire national de métrologie (La métrologie est la science de la mesure au sens le plus large.) et d'essais, le Groupe de Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) des Matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) (CNRS/INSA Rouen/Université de Rouen Normandie), le CHU de Toulouse, l'Université de Picardie (L'université de Picardie Jules-Verne (UPJV) est une université française publique créée en 1970, dont le siège est à Amiens mais qui...) Jules Verne (Jules Verne, né le 8 février 1828 à Nantes et mort le 24 mars 1905 à Amiens, est un écrivain français, dont une grande partie de l'œuvre est consacrée...) et l'Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse, ces mêmes scientifiques ont poursuivi leurs travaux chez l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...) et apportent maintenant la preuve que des nanoparticules de dioxyde de titane (Le dioxyde de titane est une substance composée d'oxygène et de titane.) présentes dans l'additif E171 peuvent traverser le placenta (Le placenta est un organe unique qui connecte physiquement et biologiquement l'embryon en développement à la paroi utérine. Durant toute la grossesse, le placenta apporte à...) et atteindre 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 environnement tend...) foetal. Leurs résultats, parus le 7 octobre dans la revue Particle and Fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) Toxicology alertent sur l'importance d'évaluer le risque quant à la présence de nanoparticules dans cet additif commun face à l'exposition avérée de la femme enceinte.

Leurs travaux antérieurs2 avaient permis d'alerter sur les risques liés à la consommation d'E171, celui-ci étant capable de passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) dans le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est doté...) sous forme de nanoparticules depuis 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...)2,3 pour ensuite s'accumuler dans les organes tels que 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 épigastrique puis...) ou la rate (La rate (en grec ancien σπλήν (splēn), en latin lien, d'où les adjectifs splénique et liénal) est un organe fragile, profond, situé dans l'hypochondre gauche en regard de...)4. Après une exposition chronique, un risque d'initiation et de promotion des stades précoces de la carcinogenèse colorectale avait été observé, ainsi que des modifications des réponses immunitaires2. En réponse à ces résultats obtenus chez le 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...) (bien que non transposables directement à l'Homme), la France a suspendu pour un an la mise sur le marché de produits alimentaires contenant du E171 à compter du 1er janvier 2020.

D'autres études scientifiques l'avaient montré 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...): des nanoparticules de dioxyde de titane (Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro atomique 22.) (non alimentaire) passent le placenta et perturbent, entre autres, le développement du foetus. Mais la question d'un passage transplacentaire de nanoparticules n'avait jamais été abordée chez la femme enceinte. Aussi que se passe-t-il en cas d'exposition au E171 ? Le foetus humain peut-il lui aussi être exposé à des nanoparticules d'origine alimentaire ? Pour répondre à ces questions, ces mêmes chercheurs d'INRAE avec le LNE, le CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) (Groupe de Physique des Matériaux), le CHU de Toulouse, l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Picardie Jules Verne et l'ENV Toulouse, se sont intéressés à la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition »...) du E171 dans le placenta.

Le E171 passe le placenta

Les chercheurs ont collecté 22 placentas de mères volontaires et ont dosé le contenu total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique...) en titane accumulé dans cet organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est généralement associée à...) lors de la grossesse (La grossesse est le processus physiologique au cours duquel la progéniture vivante d'une femme se développe dans son corps, depuis la conception jusqu'à...). Ces dosages, couplés aux analyses microscopiques et chimiques montrent une accumulation de dioxyde de titane dans le placenta, la majorité sous forme de nanoparticules. Les mères étaient donc exposées à cette substance lors de leur grossesse. En parallèle, pour déterminer si l'alimentation pouvait être une source de contamination, les chercheurs ont perfusé les placentas avec du E171 du côté maternel. Ils ont ensuite dosé le titane du côté foetal du placenta, puis ils ont observé si des particules s'y retrouvaient. Leur résultat est sans appel: des nanoparticules de dioxyde de titane de l'additif E171 passent du compartiment maternel au compartiment foetal.

Le nouveau-né est exposé in utero (Les phénomènes in utero ou in utéro (du latin signifiant littéralement « dans l'utérus ») sont, en biologie, les phénomènes qui se...) au dioxyde de titane

Les chercheurs se sont également intéressés à l'exposition du nouveau-né au dioxyde de titane pendant son développement in utero. Pour cela, ils ont réalisé les mêmes analyses que pour les placentas sur des échantillons de méconium, ces premières selles du nouveau-né étant un excellent témoin de son exposition aux substances chimiques au cours de la grossesse. Encore une fois, leur résultat est net: des nanoparticules de dioxyde de titane sont retrouvées dans le méconium, signe que l'organisme foetal a été exposé à cette substance apportée par le sang maternel.

Ces 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 événement, etc.) sur organes et tissus humains montrent pour la première fois une exposition prénatale chez l'Homme aux nanoparticules de dioxyde de titane. Outre l'alimentation, ces particules peuvent avoir d'autres origines (voir encadré). Grâce au modèle de placenta humain isolé et perfusé au E171, les chercheurs démontrent que le dioxyde de titane consommé avec les aliments pendant la grossesse passe sous forme de nanoparticules dans le placenta et peut contaminer le foetus. Ces données chez l'Homme pourront être mobilisées par les agences de sécurité sanitaire (Comme son nom l'indique la sécurité sanitaire traite de la sécurité et de la gestion du risque concerne la santé.) des aliments afin d'évaluer le risque d'exposition au E171 chez les femmes enceintes. Elles devront d'être complétées par des études selon les lignes directrices de l'OCDE et les recommandations de l'EFSA pour préciser d'éventuels effets sur le développement, et aider ainsi les pouvoirs publics à statuer quant à la présence de nanoparticules dans cet additif commun.

Le dioxyde de titane

Le dioxyde de titane (TiO2) est utilisé tant pour les cosmétiques que pour les peintures ou les matériaux de construction, mais son usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) s'étend également au domaine de l'agroalimentaire, puisqu'il s'agit d'un additif très courant (connu sous le nom E171 en Europe). Le E171 est utilisé pour ses propriétés blanchissantes et opacifiantes dans les bonbons, les produits chocolatés, biscuits et chewing-gums, sauces et glaces. Si son utilisation dans les denrées alimentaires a été suspendue en France au 1er janvier dernier, et pour un an en raison de l'absence de preuves scientifiques sur son innocuité, il est encore utilisé dans les dentifrices, écrans anti-UV, des crèmes et poudres cosmétiques et les produits pharmaceutiques. Le E171 n'est cependant pas considéré comme ''nanomatériau (Un nanomatériau est un matériau possédant des propriétés particulières à cause de sa structure nanométrique. Elle est habituellement issue de la nanotechnologie.)'' selon une recommandation (Les industries ne fonctionnent pas correctement sans normes garantissant l'interopérabilité, des organismes crées pour, promulguent des recommandations, qui si elles sont suivies deviennent des normes ou des standards. Une...) de la Commission européenne, lorsqu'il n'est pas composé à plus de 50% de nanoparticules. Pour autant, les définitions règlementaires applicables aux produits alimentaires, comme aux produits cosmétiques, ne prévoient pas de seuil.

Notes:

1 Application de la loi du 30 octobre 2018 pour l'équilibre des relations commerciales dans le secteur agricole et alimentaire et une alimentation saine, durable et accessible à tous (loi Egalim). Cette mesure s'applique aux produits alimentaires distribués en France, pour une durée d'un an potentiellement reconductible. Ce principe de précaution ne s'applique pas aux produits non-alimentaires. https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000038410047?r=v1pKGxVbGN

2 Bettini S, Boutet-Robinet E, Cartier C, Coméra C, Gaultier E, Dupuy J, Naud N, Taché S, Grysan P, Reguer S, Thieriet N, Réfrégiers M, Thiaudière D, Cravedi JP, Carrière M, Audinot JN, Pierre FH, Guzylack-Piriou L, Houdeau E. 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 la biologie cellulaire, des cellules souches, la...) in the rat colon. Sci Rep. 2017 Jan 20;7:40373. doi: 10.1038/srep40373.

3 Coméra C, Cartier C, Gaultier E, Catrice O, Panouille Q, El Hamdi S, Tirez K, Nelissen I, Théodorou V, Houdeau E. Jejunal villus 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...) and paracellular tight junction permeability are major routes for early intestinal uptake of food-grade TiO2 particles: an in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition à in vitro ou ex vivo. Les essais...) and ex vivo study in mice. Part Fibre Toxicol. 2020 Jun 11;17(1):26. doi: 10.1186/s12989-020-00357-z.

4 La rate joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement...) un rôle dans l'immunité et dans le renouvellement des cellules sanguines.

Référence:
Guillard, A., Gaultier, E., Cartier, C. et al. Basal Ti level in the human placenta and meconium and evidence of a materno-foetal transfer of food-grade TiO2 nanoparticles in an ex vivo placental perfusion (La perfusion (du latin perfundere) est le processus physiologique qui permet d'alimenter un organe en composés chimiques (nutriments et oxygène) nécessaires...) model.
Part Fibre Toxicol 17, 51 (2020).
https://doi.org/10.1186/s12989-020-00381-z
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