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Nano et Alimentation (4/7) : Risques pour la santé : inquiétudes et incertitudes

Nano-Alim-M
Par MD, DL et l'équipe Avicenn - Dernière modification avril 2018

Cette fiche fait partie de notre Dossier Nano et Alimentation.
Vous pouvez contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.



Des motifs d'inquiétude

Des études ont montré que des nanomatériaux peuvent :

  • franchir les barrières buccale et intestinale et se diffuser dans l'organisme1
    • Des études ont montré par exemple 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) :
    Des effets néfastes associés à l'ingestion de nanoparticules de dioxyde de titane ont été observés ces dernières années4 sur l'intestin, le foie, le coeur, l'estomac, ... L'INERIS considère une valeur repère de 3 µg/kg/j5 or nous en consommons en moyenne bien plus : les estimations de consommation de TiO2 alimentaire (dont une fraction variable est nanométrique) vont en effet de 0,2 à 1 mg/kg poids corporel/jour pour l'adulte, et chez l'enfant / adolescent aux Etats-Unis de 1 à 3 mg/kg/jour (jusqu'à un maximum estimé à 6 mg au Royaume-Uni pour les plus exposés)6, du fait de la plus forte teneur en TiO2 dans les confiseries. L'autorisation de l'additif alimentaire E171 (dioxyde de titane) en vigueur en Europe depuis 1969 a été reconduite en septembre 20167 par l'agence européenne de sécurité des aliments (EFSA), qui a considéré que les données disponibles sur le E171 dans les aliments ne mettaient pas en évidence de problèmes de santé pour les consommateurs... tout en recommandant de nouvelles études sur les effets possibles sur le système reproducteur. Avicenn a sollicité différents experts pour avoir leur avis sur cette interprétation des données scientifiques. Les réponses que nous avons obtenues insistaient toutes sur le très faible nombre d'études menées à ce jour sur le E171 dans des conditions réalistes d'exposition. L'EFSA a ainsi donné son feu vert à la poursuite de l'utilisation d'un additif très répandu, sans avoir procédé à des tests ni disposé d'études permettant d'évaluer les effets réels de notre consommation cumulée (au quotidien et tout au long de la vie, via différents produits : dentrifrices, médicaments, aliments, etc.). Mais ces derniers mois, plusieurs études8 ainsi que l'ANSES sont venues confirmer les soupçons sur le fait que le E171 pourrait favoriser des problèmes immunitaires voire certains cancers (colorectaux), et légitimer les appels à la plus grande vigilance concernant cet additif, et notamment sa fraction nanoparticulaire. Fin mars 2018, la DG Santé de la Commission européenne a donc demandé à l'EFSA d'examiner quatre études publiées après son avis sur l'additif E171 de 2016, afin de déterminer si elle considère comme nécessaire de réviser ce dernier. La réponse de l'EFSA est attendue pour la fin mai. Voir la saisine ici. Le 3 avril, Avicenn a demandé à la Commission pourquoi elle n'avait ciblé que ces quatre études, alors que beaucoup d'autres études publiées depuis font état d'effets inquiétants8.

  • - 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 montrés9, notamment des dysfonctionnements de la division cellulaire et des perturbations du trafic cellulaire10, ainsi que des effets indésirables sur le foie11 ; inquiétant si l'on considère que nous absorbons en moyenne environ 124 mg de nano-silice (E551) par jour12 ; en outre certaines nanosilices sont plus génotoxiques à faibles doses qu'à fortes doses13. 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 alimentaire14. 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 additif15.

  • - 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 vital16 ; 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 poids17 ; une perturbation de la flore intestinale a également été observée chez des poissons zèbres alimentés avec de la nourriture contenant des nanoparticules d'argent18, ainsi que chez la souris19. 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 cancer20, etc. D'autres résultats concordants ont été publiés récemment, montrant également des effets néfastes des nanoparticules d'argent au niveau des reins sur des rats21.

  • - Nanoparticules d'oxyde de zinc :
    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 indésirables22.

Des nanocomposites de dioxyde de cerium (CeO2) peuvent provoquer une altération du métabolisme23.

Outre les répercussions sur la santé de l'ingestion de nanoparticules, il est à noter que les risques pour l'environnement sont également mal cernés et plutôt préoccupants24.

De nombreuses incertitudes scientifiques

On ignore aujourd'hui encore beaucoup de choses sur les répercussions que l'ingestion de nanomatériaux peut avoir sur la santé humaine25. Les études de toxicité des nanoparticules par voie orale sont rares et beaucoup ont pu comporter des faiblesses méthodologiques26 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 réellement27.
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 digestif28 (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 molécules29

L'évaluation du risque doit en outre tenir compte :
AsYouSow2013
  • de la susceptibilité individuelle (le stress augmente par exemple la perméabilité intestinale aux xénobiotiques)30 ;
  • de la durée et de la période d'exposition31, 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 titane32
→ Autant d'éléments qui rendent extrêmement difficile l'évaluation de l'exposition du consommateur et des risques sanitaires liés à l'ingestion des nanoparticules.

Source : As you sow, 2013


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"33. 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'études34. 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

L'ANSES a réaffirmé en avril 2014 dans sa synthèse de l'état des connaissances relatives à l'évaluation des risques associés aux nanomatériaux que "la voie orale, peu étudiée jusqu'à aujourd'hui, devrait faire l'objet d'efforts de recherche spécifiques" (cf. p.8).

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 est en cours de constitution. Les résultats de l'expertise initialement attendus pour fin 201735 ne seront pas connus avant septembre 201836.

C'est pourquoi, au regard des conclusions inquiétantes d'une étude publiée par l'INRA le 20 janvier 201737, les ministères chargés de l'économie, de la santé et de l'agriculture ont décidé de saisir conjointement l'ANSES afin de déterminer si l'additif alimentaire E171 présente un éventuel danger pour les consommateurs38.
L'avis de l'ANSES, rendu en avril 2017, confirme que l'étude de l'INRA met en évidence des effets qui n'avaient pas été identifiés auparavant, notamment des effets promoteurs potentiels de la cancérogenèse et demande davantage d'études sur les effets sanitaires de l'ingestion de l'additif alimentaire E17139.

En attendant, les consommateurs continuent donc d'ingérer ces nanoparticules, le plus souvent sans le savoir, faute d'étiquetage !

En savoir plus

Voir sur notre site :

Autres références sur le web postérieures à la réalisation de cette fiche (juin 2013) :
- France 3, Les nanoparticules, un nouveau scandale sanitaire ?, 11 novembre 2016
- Critical assessment of toxicological effects of ingested nanoparticles, McCracken C et al., Environ. Sci.: Nano, 3, 256-282, 2016



⇒ Fiche suivante "Variations sur les thèmes de la prudence, de la confiance et de la vigilance"

NOTES et REFERENCES :

1 - Voir par exemple :

2 - Cf. notre fiche Quel devenir et comportement des nanomatériaux dans le corps humain ?, veillenanos.fr

3 - Nanotechnologies et nanoparticules dans l'alimentation humaine et animale, Afssa (aujourd'hui ANSES), mars 2009 : le tube digestif, le foie et la rate sont les principaux organes cibles. Après administration par voie orale de nanoparticules d'argent de 60 nm à des rats pendant 28 jours, de l'argent a été retrouvé dans l'estomac, les reins, le foie, les poumons, les testicules, le cerveau et le sang : cf. Kim, J.S. et al. Twenty-eight-day oral toxicity, genotoxicity, and gender-related tissue distribution of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats, Inhal. Toxicol., 20(6), 2008

4 - Par exemple :

5 - Cf. INERIS, Proposition d’un repère toxicologique pour l’oxyde de titane nanométrique pour des expositions environnementales par voie respiratoire ou orale, rapport d'étude, novembre 2016

6 - Voir la référence sur notre fiche Quels ingrédients nano dans notre alimentation ?

7 - Cf. notre fiche Risques associés aux nanoparticules de dioxyde de titane

8 - Publications postérieures à l'avis de l'EFSA rendu en septembre 2016 (liste non exhaustive) :

9 - Cf. notre fiche Risques associés aux nanoparticules de silice et aussi :

10 - Voir notamment :

11 - Voir notamment :
- Silica nanoparticle-induced toxicity in mouse lung and liver imaged by electron microscopy, Fundamental Toxicological Sciences, 2(1) : 19-23, 2015
- Novel insights into the risk assessment of the nanomaterial synthetic amorphous silica, additive E551, in food, van Kesteren PCE et al., Nanotoxicology, 2014

12 - cf. Des nanoparticules de silice dans l'alimentation, un régime risqué ?, OMNT, 20 avril 2011 ; l'article en français n'est plus accessible aujourd'hui, mais la source, en anglais, est toujours accessible : Presence and risks of nanosilica in food products, Dekkers et al., Nanotoxicology, 5(3) : 393-405, 2011

13 - Voir notamment :

14 - Cf. Additifs alimentaires: mieux apprécier le risque des nanoparticules, communiqué de presse, 27 juin 2017 ; Test in-vitro pour évaluer le risque nanomatériaux dans les aliments, Projet mené par Hanspeter Nägeli, de l'Institut de pharmacie et toxicologie vétérinaire de l'Université de Zurich (Suisse) entre 2012-2015 et Programme national de recherche PNR 64 - Opportunités et risques des nanomatériaux - Résultats, conclusions et perspectives - brochure finale, Fonds national suisse de la recherche scientifique, mars 2017 ; MyD88-dependent pro-interleukin-1B induction in dendritic cells exposed to food-grade synthetic amorphous silica, Winckler HC et al., Particle and Fibre Toxicology, 14:21, juin 2017

15 - Cf. notre fiche Risques associés aux nanoparticules de silice.

16 - Cf. Effects of Silver Nanoparticles on the Liver and Hepatocytes in vitro, Gaiser B.K. et al., Toxicol. Sci., 2012

17 - cf. Toxic effects of repeated oral exposure of silver nanoparticles on small intestine mucosa of mice, Toxicology Mechanisms and Methods, 23(3), Mars 2013 ;

18 - cf. Ingestion of metal-nanoparticle contaminated food disrupts endogenous microbiota in zebrafish (Danio rerio), Environmental Pollution, 174, Mars 2013

19 - Dietary silver nanoparticles can disturb the gut microbiota in mice, Van den Brule S et al., Particle and fibre toxicology, 13, 2016 (voir le résumé et l'analyse en français ici : Effets des nanoparticules d’argent sur les communautés bactériennes, Vernis L., Bulletin de veille scientifique, n°32, octobre 2017)

20 - Oral ingestion of silver nanoparticles induces genomic instability and DNA damage in multiple tissues, Nanotoxicology, 2014
Voir également : Exposure to silver nanoparticles induces size- and dose-dependent oxidative stress and cytotoxicity in human colon carcinoma cells, Toxicology in Vitro, 28(7), 1280-1289, octobre 2014

21 - Voir par exemple :

22 - Voir notamment :

23 - Cf. "Nanoparticules d'oxyde : quelle toxicité sur les cellules intestinales ?", travaux du CEA-iBEB réalisés dans le cadre du projet ANR AgingNanoTroph, 3 janvier 2013

24 - Voir par exemple :

25 - Voir notre fiche - Pourquoi tant d'incertitudes sur les risques associés aux nanomatériaux ?, veillenanos.fr ; et plus sépcifiquement sur l'alimentation : Nanoparticle toxicity by the gastrointestinal route: evidence and knowledge gaps, Int. J. Biomed Nanosci Nanotechnol, 3, 163-210, 2013

26 - Voir notre fiche Pourquoi tant d'incertitudes sur les risques associés aux nanomatériaux ?, veillenanos.fr et :

27 - Cf. par exemple Yang Y et al., Characterization of Food-Grade Titanium Dioxide: The Presence of Nanosized Particles, Environ. Sci. Technol., 2014, 48 (11), pp 6391-6400

28 - Mammalian gastrointestinal tract parameters modulating the integrity, surface properties, and absorption of food-relevant nanomaterials, Bellmann S et al., WIREs Nanomed Nanobiotechnol., 2015

29 - 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

30 - 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

31 - Susceptibility of Young and Adult Rats to the Oral Toxicity of Titanium Dioxide Nanoparticles, Small, 9(9/10), 2013

32 - Titanium Dioxide Nanoparticles in Food and Personal Care Products, Weir A. et al., Environ. Sci. Technol., 46 (4), pp 2242-2250, 2012

33 - With Prevalence of Nanomaterials Rising, Panel Urges Review of Risks, New York Times, 25 janv. 2012

34 - The Impact of Toxicity Testing Costs on Nanomaterial Regulation, Environ. Sci. Technol., 2009, 43 (9)

35 - Réponse à la question N° 85181 du député Yves Daniel, ministère des Affaires sociales, de la santé et des droits des femmes, octobre 2016

36 - L'Anses lance un appel à candidatures d'experts scientifiques afin de procéder à la constitution d'un groupe de travail (GT) «Nanos & Alimentation », ANSES, janvier 2017

37 - Additif alimentaire E171 : les premiers résultats de l'exposition orale aux nanoparticules de dioxyde de titane, INRA, communiqué de presse, 20 janvier 2017 ; et E171 : un danger identifié chez le rat, un risque à évaluer chez l'homme, communiqué INRA Sciences & Impacts, 1er février 2017 ; Food-grade TiO2 impairs intestinal and systemic immune homeostasis, initiates preneoplastic lesions and promotes aberrant crypt development in the rat colon, Bettini S et al., Scientific Reports, 7:40373, publié en ligne le 20 janvier 2017

38 - Dioxyde de titane (E 171) : le Gouvernement saisit l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses) sur les conclusions d'une étude de l'INRA, communiqué de presse, 20 janvier 2017

39 - Cf. Nanoparticules de dioxyde de titane dans l'alimentation (additif E 171) : des effets biologiques qui doivent être confirmés, Communiqué de l'ANSES, 12 avril 2017 et Avis relatif à une demande d'avis relatif à l'exposition alimentaire aux nanoparticules de dioxyde de titane, ANSES, avril 2017

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Fiche initialement créée en mai 2013
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