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Le dioxyde de titane ne fragilise pas le mucus intestinal chez l’animal 

De fortes inquiétudes existent aujourd’hui sur les conséquences des nanoparticules dans l’organisme. L’année dernière, des chercheurs du laboratoire Inra de TOXicologie ALIMentaire découvraient que l’additif alimentaire dioxyde de titane pénétrait la paroi de l’intestin pour se retrouver dans l’organisme. En poursuivant leurs études en collaboration avec des équipes du CNRS, ils se sont intéressés aux conséquences que cela pouvait avoir sur le mucus. Leurs résultats viennent d’être publiés dans la revue Journal of Nanobiotechnology.

Vue en coupe d’un épithélium intestinal en bas avec des cryptes colorées en bleu. L’épithélium est surmonté de la couche de mucus (blanc et bleu clair) et du microbiote colique (partie supérieure) dans lequel on distingue des fibres végétales (en vert). © Inra - Jasper Kamphuis. © Inra
Mis à jour le 21/06/2018
Publié le 20/06/2018

Le dioxyde de titane, appelé E171 dans l’Union européenne, est un additif alimentaire couramment utilisé dans les confiseries. L’unité Toxalim de l’Inra Occitanie-Toulouse travaille de longue date sur cet élément et ses interactions avec le système digestif. Le risque de perturbation de la barrière intestinale est en effet une préoccupation grandissante quand sa taille est nanométrique.

Les chercheurs ont émis l’hypothèse que ces nanoparticules pouvaient interagir avec le mucus, un acteur clé de la fonction barrière de l’intestin. Le mucus, sécrété de manière continue tout le long du tractus digestif par les cellules à mucus (ou cellules caliciformes), est un gel visco-élastique translucide, qui tapisse et protège l’épithélium intestinal. Il agit non seulement comme un filtre sélectif mais également comme une niche écologique pour le microbiote intestinal.

Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont mené des expérimentations à la fois en milieu artificiel (in vitro) et chez le rat (in vivo). Ils ont pour cela utilisé des cellules intestinales sécrétant le fameux mucus en profitant de la fluorescence naturelle du dioxyde de titane pour l’étudier au microscope confocal. Après une heure d’exposition, une accumulation des particules de E171 a été observée dans le mucus.

Afin d’avoir des résultats étendus à terme à l’être humain, l’expérience a été poursuivie in vivo avec une exposition orale du rat à des niveaux semblables à ceux décrits chez l’Homme (0,1 et 10 mg/kg poids corporel/jour). Deux procédés ont été employés : une exposition orale quotidienne sur une semaine et une autre sur deux mois.

Quel que soit le traitement considéré, deux paramètres clés de la fonctionnalité du mucus intestinal, à savoir la nature des sucres des mucines, ainsi que les niveaux d’acides gras à chaîne courte, demeurent inchangés. Les sucres des mucines servent à la fois de sites d’adhésion et de sources nutritionnelles pour les bactéries du microbiote intestinal et, dans un travail précédent, les chercheurs avaient montré que ces mêmes sucres conditionnaient la cohésion du réseau de mucus. Les acides gras à chaîne courte sont, quant à eux, des métabolites bactériens notamment impliqués dans la synthèse des mucines.

Ces résultats sont une avancée pour la connaissance des nanoparticules en général et du dioxyde de titane en particulier. La prochaine étape pour cette équipe spécialisée est de travailler sur l’effet d’autres additifs et contaminants alimentaires sur le mucus dans sa fonction de protection de notre santé digestive.

Ces travaux ont été menés par des unités de recherche de l’Inra (TOXALIM, MICALIS Jouy-en-Josas) en collaboration avec des équipes du CNRS.

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Département(s) associé(s) :
Alimentation humaine
Centre(s) associé(s) :
Jouy-en-Josas

Référence de la publication

Food-grade TiO2 is trapped by intestinal mucus in vitro but does not impair mucin O-glycosylation and short-chain fatty acid synthesis in vivo: implications for gut barrier protection.
Pauline Talbot, Joanna M. Radziwill-Bienkowska, Jasper B. J. Kamphuis, Karine Steenkeste, Sarah Bettini, Véronique Robert, Marie-Louise Noordine, Camille Mayeur, Eric Gaultier, Philippe Langella, Catherine Robbe-Masselot, Eric Houdeau, Muriel Thomas and Muriel Mercier-Bonin. Journal of Nanobiotechnology. 19 June 2018  (https://doi.org/10.1186/s12951-018-0379-5)