Des études ont montré que des nanomatériaux peuvent :
franchir les barrières buccale et intestinale et se diffuser dans l'organisme1 ; des études ont montré également que des nanoparticules de silice ou d'argent s'agglomèrent dans l'eau ou dans les milieux acides (comme l'estomac) mais se réindividualisent dans l'intestin où le pH est neutre ; elles peuvent alors traverser plus facilement la barrière intestinale2.
s'accumuler ensuite dans les organes3 (tube digestif, foie, rate mais aussi estomac, reins, poumons, testicules, cerveau), dans le sang et à l'intérieur des cellules ;
y causer des perturbations voire des effets toxiques :
- Nanoparticules de dioxyde de titane (E171) :
L'additif alimentaire E171 est constitué de particules de dioxyde de titane (TiO2) (dont une partie sous forme nano). Il est autorisé au niveau européen par l'EFSA, qui avait néanmoins recommandé en 2016 que soit menées de nouvelles études sur le système reproducteur4. De nombreuses publications postérieures à 2016 font état d'effets délétères sur la santé liés à l'ingestion de nanoparticules de TiO2 : risques pour le foie, les ovaires et les testicules chez les humains, problèmes immunitaires et lésions précancéreuses au niveau du côlon chez le rat, perturbations du microbiote intestinal, inflammations et altérations de la barrière intestinale chez les animaux comme chez les humains, effets néfastes pour la descendance chez les rongeurs, etc.5. L'additif E171 est donc suspendu en France depuis le 1er janvier 2020. Et en mai 2021, dans un nouvel avis sur le E171, l'EFSA a finalement reconnu que le E171 ne peut plus être considéré comme sûr en tant qu’additif alimentaire. Dans la foulée, la Commission européenne a annoncé qu'elle allait proposer l'interdiction cet additif. Plus d'informations ici.
- Nanoparticules de silice (E551) :
Des effets potentiellement néfastes sur la santé associés à l'ingestion de nanoparticules de silice (le SiO2 correspond à l'additif E551) ont été montrés6, notamment des dysfonctionnements de la division cellulaire et des perturbations du trafic cellulaire7, ainsi que des effets indésirables sur le foie8 ; inquiétant si l'on considère que nous absorbons en moyenne environ 124 mg de nano-silice (E551) par jour9 ; en outre certaines nanosilices sont plus génotoxiques à faibles doses qu'à fortes doses10. Ayant constaté in vitro que des nanoparticules de dioxyde de silicium peuvent générer des inflammations dans le tractus gastro-intestinal de souris (une atteinte à la défense immunitaire du système digestif), une équipe de chercheurs suisses préconise une moindre utilisation de particules de silice comme additif alimentaire11. La réévaluation de la silice sous forme de E551 (nano et non nano), a été adoptée avec beaucoup de retard sur le calendrier initial, fin 2017, sans que des conclusions définitives puissent en être tirées concernant l'innocuité ou la toxicité de cet additif12. Depuis, de nouvelles études ont été publiées, qui confirment l'existence d'effets néfastes de l'ingestion de nanoparticules de silice, notamment sur le foie, les intestins et les reins ou le système immunitaire13. Des fabricants de silice ont tenté de défendre leur produit en attaquant l'une de ces études, parue en 2019 ; les chercheur·es visé·es ont à leur tour répondu, toujours dans la même revue, en démontant point par point les critiques mises en avant par les fabricants de silice14.
- Nanoparticules d'argent (E174 notamment) :
Des nanoparticules d'argent sont présentes dans l'additif E174 mais également dans des emballages ou contenants alimentaires antibactériens ; or des nanoparticules d'argent injectées dans le sang de rats ont été retrouvées jusque dans le foie, au niveau noyau des hépatocytes, et altèrent les cellules de cet organe vital15 ; une autre étude a montré que des nanoparticules d'argent administrées par voie orale à des souris ont endommagé les cellules épithéliales ainsi que les glandes intestinales des rongeurs et entraîné une diminution de leur poids16 ; une perturbation de la flore intestinale a également été observée chez des poissons zèbres alimentés avec de la nourriture contenant des nanoparticules d'argent17, ainsi que chez la souris18. Il a été également démontré que l'ingestion de nanoparticules d'argent provoque des altérations permanentes du génome chez la souris et pourraient donc conduire à un cancer19, etc. D'autres résultats concordants ont été publiés récemment, montrant également des effets néfastes des nanoparticules d'argent au niveau des reins sur des rats20.
- Nanoparticules d'oxyde de zinc (ZnO):
Les nanoparticules d'oxyde de zinc présentes sur le revêtement intérieur des boîtes de conserve se retrouvent dans les aliments et risquent d'entraîner une moins bonne absorption des nutriments et une plus grande perméabilité de l'intestin, transférant dans le sang des composés indésirables21.
Des nanocomposites de dioxyde de cerium (CeO2) peuvent provoquer une altération du métabolisme22.
On ignore aujourd'hui encore beaucoup de choses sur les répercussions que l'ingestion de nanomatériaux peut avoir sur la santé humaine24. Les études de toxicité des nanoparticules par voie orale sont rares et beaucoup ont pu comporter des faiblesses méthodologiques25 qui rendent difficile l'utilisation de leurs résultats. Les conditions expérimentales reflètent encore mal la façon dont les consommateurs sont exposés ; les nanomatériaux considérés sont souvent synthétisés en laboratoire et donc différents des nanomatériaux (et résidus de nanomatériaux) que les consommateurs ingèrent réellement26.
En outre les caractéristiques physico-chimiques des nanoparticules testées et leurs interactions avec la matrice alimentaire sont insuffisamment documentées.
Néanmoins des progrès sont en cours depuis peu, grâce aux améliorations des pratiques des chercheurs, des outils et des protocoles.
L'un des problèmes qui risque de durer encore néanmoins a trait à la grande complexité de l'évaluation des risques liés à l'ingestion de nanomatériaux : la toxicité des nanoparticules diffère en effet selon leurs caractéristiques physico-chimiques (dimension, forme, degré d'agglomération, etc.). Or, ces caractéristiques sont très variables selon les nanomatériaux et peuvent évoluer tout au long de leur cycle de vie :
en fonction des conditions dans lesquelles les nanomatériaux sont synthétisés, stockés, éventuellement enrobés ;
par les transformations qu'ils subissent lors de la cuisson et de la préparation des plats ou dans l'appareil digestif27 (par exemple au contact du milieu acide de l'estomac, etc.)
lors des interactions avec les emballages et/ou avec les autres ingrédients et substances chimiques avec lesquels les nanomatériaux se retrouvent mélangés (avant puis pendant l'ingestion et la digestion) ; on peut craindre par exemple un "effet cocktail" avec certaines molécules28
L'évaluation du risque doit en outre tenir compte :
de la susceptibilité individuelle (le stress augmente par exemple la perméabilité intestinale aux xénobiotiques)29 ;
de la durée et de la période d'exposition30, sachant que selon une étude récente, les enfants consommeraient deux à quatre fois plus de titane que les adultes du fait de l'ingestion de sucreries ayant des niveaux élevés de nanoparticules de dioxyde de titane31
→ Autant d'éléments qui rendent extrêmement difficile l'évaluation de l'exposition du consommateur et des risques sanitaires liés à l'ingestion des nanoparticules.
En 2009, l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et l'Organisation mondiale de la santé (OMS) ont convoqué une réunion d'experts sur les incidences des nanotechnologies sur la sécurité sanitaire des aliments : le rapport qui en est issu, publié en 2011, liste les besoins de recherche pour mieux évaluer les risques dans le domaine. Nonobstant le large consensus sur la nécessité de renforcer les recherches sur les risques liés aux nanomatériaux ingérés, ces dernières sont aujourd'hui encore très limitées (voir notre fiche Les travaux de recherche sur les risques associés aux nanomatériaux en lien avec l'alimentation pour plus de détails).
Mais de l'aveu même de scientifiques impliqués dans les études de toxicologie et écotoxicologie, évaluer correctement les risques sanitaires et environnementaux des nanomatériaux a un coût prohibitif. En 2012, Mark Wiesner, directeur du CEINT (USA) avait ainsi résumé la situation : "le nombre et la variété des nanomatériaux est sidérant, il n'y a pas assez d'éprouvettes dans le monde pour procéder à toutes les expériences nécessaires"32. En 2009, des chercheurs ont estimé le coût des études de toxicité à réaliser pour les nanomatériaux déjà existants à 250 millions de dollars au minimum, voire 1,18 milliards de dollars en fonction du degré de précaution adopté, nécessitant entre 34 et 53 ans d'études33. Se pose ainsi la question de la prise en charge par les industriels eux-mêmes du coût de ces recherches.
En attendant des évaluations concluantes, la commercialisation de produits alimentaires contenant des nanoparticules continue
En octobre 2016, l'ANSES a été saisie par ses ministères de tutelle pour étudier les risques liés aux nanoparticules dans l'alimentation, et plus précisément :
réaliser une étude détaillée de la filière agro-alimentaire au regard de l'utilisation des nanos dans l'alimentation,
prioriser les substances et/ou produits finis d'intérêt en fonction de critères pertinents déterminés au cours de l'expertise,
réaliser une revue des données disponibles (effets toxicologiques et données d'exposition)
et en fonction de leur disponibilité, étudier la faisabilité d'une évaluation des risques sanitaires pour certains produits.
Un "groupe de travail" ("GT nano alimentation") composé d'experts indépendants a été mis en place courant 2017. Les résultats de l'expertise initialement attendus pour fin 201734 ont été publiés mi-202035.
Résultats du programme européen Nanogenotox sur la génotoxicité des nanomatériaux, présentés en français à l'ANSES, lors de la Restitution du programme national de recherche environnement santé travail : Substances chimiques et nanoparticules : modèles pour l'étude des expositions et des effets sanitaires : Dossier du participant et Diaporama, novembre 2013.
Documents présentés lors de la réunion du bureau chargé de l'évaluation des risques et de la recherche pour l'autorité de sûreté des produits de consommation des Pays Bas (NVWA) en octobre 2013
Silicon dioxide nanoparticle exposure affects smallintestine function in an in vitro model, Guo Z et al, Nanotoxicology, avril 2018 : "SiO2 NP exposure significantly affected iron (Fe), zinc (Zn), glucose, and lipid nutrient absorption. Brush border membrane intestinal alkaline phosphatase (IAP) activity was increased in response to nano-SiO2. The barrier function of the intestinal epithelium (...) was significantly decreased in response to chronic exposure. Gene expression and oxidative stress formation analysis showed NP altered the expression levels of nutrient transport proteins, generated reactive oxygen species, and initiated pro-inflammatory signaling. SiO2 NP exposure damaged the brush border membrane by decreasing the number of intestinal microvilli, which decreased the surface area available for nutrient absorption. SiO2 NP exposure at physiologically relevant doses ultimately caused adverse outcomes in an in vitro model".
Nanotechnologies et nanoparticules dans l'alimentation humaine et animale, Afssa (aujourd'hui ANSES), mars 2009 : "L'évaluation des risques liés aux nanoparticules est limitée par l'absence de méthodes validées et applicables en routine permettant la détection, l'identification et la quantification des nanoparticules, dans les différentes matrices (aliments, eau, air...), dans les liquides biologiques et les tissus" (p.26).
28 - Des nanomatériaux, combinés avec d'autres substances, ne pourraient-ils pas devenir (plus) dangereux ? Les toxicologues travaillent en isolant des substances ce qui ne permet pas d'établir les effets d'interaction d'une pluralité de substances pénétrant dans l'organisme. Cf. http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=EffetsNanoSante#EffetCocktail
29 - Voir aussi E. Houdeau (INRA), "Nanoparticules et barrière intestinale : comprendre les mécanismes de franchissement" : Diaporama, Carrefour de l'innovation agronomique (CIAG), novembre 2012 ; Article académique, Innovations Agronomiques, 24, 105-112, 2012
En juin 2013, nous avions commencé à lister les projets ci-dessous, auxquels nous avons rajouté depuis quelques projets repérés dans le cadre de notre veille.
La liste qui suit n'est donc pas exhaustive ; vous pouvez contribuer à la compléter, en nous signalant les projets à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr). Sommaire
Janvier 2018 : Les tests du magazine Que Choisir réalisés par le LNE ont identifié des nanomatériaux dans 7 produits alimentaires
Août 2017 : Le magazine 60 Millions de consommateurs a révélé que les 18 produits sur lesquels l'association a fait réaliser des tests par le LNE contenaient eux aussi des nanomatériaux
2017-2019 : Projet PAIPITO : Particules Alimentaires: Inflammation, Pathologies Intestinales et Tolérance Orale : Le projet vise à évaluer l’existence d’un lien entre l’ingestion chronique de ces additifs et l’incidence accrue des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin et/ou de l’intolérance orale que l’on observe depuis les années 60 dans les populations exposées. Il est mené par le CEA/LAN CEA/DRF/INAC/SCIB/LAN, l'Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), l'Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), le Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM) et RHODIA OPERATIONS
- Projet SolNanoTOX : Détermination de facteurs de toxicité au niveau intestinal et hépatique de deux nanoparticules de taille similaire utilisées en alimentation et en emballage : Recherches in vitro et in vivo sur l'absorption et les mécanismes impliqués.
Partenaires allemands : Federal Institute for Risk Assessment (BfR ) et University of Leipzig (ULEI)
Période : mars 2014 - mars 2018
Publications : Thèse de Pegah Jalili, soutenue en avril 2018, sous la direction de Valerie Fessard et de Kevin Hogeveen.
- Différents projets sont pilotés par l'unité TOXALIM du Centre INRA de Toulouse :
étude des conséquences fonctionnelles (variables selon la forme absorbée de TiO2) abordées dans l'équipe E11 Toxalim: (Développpement Intestinal, Xénobiotiques et Immunotoxicologie - DIXIT, pilote) associées aux équipes E9 (Prévention et Promotion de la Cancérogénèse par les Aliments - PPCA) et E8 (Génotoxicité et Signalisation - GS)
étude des effets d'une exposition aux nanoparticules d'origine alimentaire sur l'intégrité de la fonction intestinale ou la génotoxicité (projet NanoGut)
période : 2014-2015 (39 mois)
partenaires : TOXALIM (INRA) à Toulouse ; CEA Grenoble ; Synchrotron SOLEIL
détails : étude sur le rat des conséquences d'une ingestion quotidienne de nanoparticules de dioxide de titane (TiO2) dans l'intestin (effets sur sa fonction princeps de barrière biologique, de l'épithélium à l'immunité des muqueuses intestinales) et de son passage vers l'organisme (absorption et distribution).
étude du devenir de nanoparticules de dioxide de titane (TiO2) ingérées le long du tube digestif et dans les matrices complexes de l'intestin (contenu gastrique, intestinal et devenir dans les tissus), pour déterminer sous quelle forme métrologique (nanoparticules élémentaires ou agrégats) il atteint l'épithélium intestinal et le traverse.
Appels à projet Synchrotron SOLEIL : 2012 réitéré en 2013
partenaires : TOXALIM (INRA) à Toulouse ; le Synchrotron SOLEIL de Saclay ; UMR MICALIS (INRA de Jouy-en-Josas)
"Action Prioritaire" (AP)
financement : Département Alimentation Humaine (AlimH) de l'INRA
période : 2013-2016
partenaires : TOXALIM (INRA) à Toulouse ; MICALIS ; laboratoire NutriNeuro de Bordeaux
TOXALIM est également partenaire du Labex SERENADE qui se propose de déterminer l'impact des nanomatériaux sur l'homme et son environnement, d'évaluer les risques potentiels encourus et de définir les normes de gestion du risques associées. Les autres partenaires du Labex spécifiquement impliqués sur les projets de recherche sur l'exposition aux nanos par voie alimentaire sont le BIA (INRA) de Nantes, le CEA de Grenoble et le CEREGE (pilote du Labex).
- Des travaux ont été effectués en France pour le programme européen Nanogenotox (voir plus bas), coordonnée par l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), associant des laboratoires de l'ANSES :
objet : étude du passage dans la chaine alimentaire de nanomatériaux présents dans les sols cultivés : il s'agit d'évaluer quantitativement la phytodisponibilité de nanomatériaux vis-à-vis de cultures destinées à l'alimentation des animaux ou des humains
Lors de la réalisation de notre dossier Nano et Alimentation, nous avons été amenés à repérer d'autres travaux de recherche menés hors de France, que nous présentons ci-dessous, à titre indicatif. La liste ci-dessous ne prétend donc pas à l'exhaustivité.
L'institut de recherche et laboratoire RIKILT de l'Université de Wageningen a différents projets sur les risques nano.
Au Royaume-Uni
La FSA (l'agence exécutive du Royaume-Uni responsable de la protection de la santé publique en ce qui concerne l'alimentation) mentionne sur son site plusieurs projets de recherche :
Le Centre commun de recherche de la Commission européenne (Joint Research Center - JRC) réalise des travaux sur la détection des nanoparticules dans la chaîne alimentaire :
Dans le cadre du programme Nanogenotox coordonné par l'ANSES, des tests in vivo par gavage et des tests in vivo sur des cellules d'intestins sont réalisés. Ces études concernent trois familles de nanomatériaux : la silice, l'oxyde de titane et les nanotubes de carbone.
- période : mars 2010 à mars 2014
- financements : DG Sanco et Etats membres de l'Union européenne
- voir les diaporamas présentés lors de la conférence finale le 22 février 2013 à Paris
Le programme InLiveTox (Intestinal, Liver and Endothelial Nanoparticle Toxicity) coordonné par le Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA (CSEM)
- objet : développement d'un modèle in vitro pour simuler l'ingestion de nanoparticules et observer les effets potentiels sur différentes cultures cellulaires (de l'appareil digestif et du foie) ainsi que leur potentiel passage à travers la barrière intestinale
- voir le rapport final (en anglais) ou la Présentation en français par France 5 (août 2012) : des réactions sur le foie et les vaisseaux sanguins que les systèmes conventionnels n'avaient pas décelées ont été mises en évidence pour les nanoparticules d'argent.
- objet : développement de méthodes d'analyse pour la détection et la caractérisation des nanoparticules manufacturées dans les aliments et les boissons
Différents projets ont été lancés en 2012 sur la détection, l'identification et la quantification de nanoparticules dans les "milieux complexes" (catégories qui peut inclure boissons et aliments) :
- INSTANT (Innovative Sensor for the fast Analysis of Nanoparticles in Selected Target Products) et NANODETECTOR ; ils sont financés par le 7ème programme cadre européen (le premier à hauteur de 3,8 millions d'euros)
- SMART-NANO (Sensitive MeAsuRemenT, detection, and identification of engineered NANOparticles)
Des chercheurs de Banaras Hindu University (Varanasi, Uttar Pradesh) ont administré des nanoparticules d'argent par voie orale à des souris qui ont abîmé les cellules épithéliales ainsi que les glandes intestinales des rongeurs et entraîné une diminution de leur poids : Toxic effects of repeated oral exposure of silver nanoparticles on small intestine mucosa of mice, Toxicology Mechanisms and Methods, 23(3), Mars 2013
Aux USA
Différentes équipes de recherche travaillent sur la détection de nanoparticules dans l'alimentation, notamment :
Ce site est édité par l'association AVICENN qui promeut davantage de transparence & de vigilance sur les nanos.
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