Impact du colorant alimentaire E171 et de nanoparticules de dioxyde de titane sur des modèles cellulaires, in vitro, d'épithélium intestinal

Les particules de dioxyde de titane (TiO2) sont utilisees dans de nombreux secteurs industriels du fait de leurs proprietes physiques et chimiques interessantes. Depuis une dizaine d’annees, elles sont egalement utilisees sous forme nanoparticulaire car la taille nanometrique leur apporte de nouvelles proprietes, recherchees dans certaines applications industrielles. Elles sont par exemple utilisees comme colorant blanc dans le secteur de la cosmetologie, de la pharmacologie et dans les industries agroalimentaires. Dans ces dernieres, l’utilisation de ces particules est autorisee car le TiO2 est un compose insoluble et relativement inerte. Le colorant alimentaire E171, autorise depuis 1966, est ainsi constitue de particules de TiO2, initialement sous forme micrometrique, mais il s’avere que selon les procedes de fabrication, entre 10 et 43 % (selon les etudes) de ces particules presentent un diametre inferieur a 100 nm, i.e. sont sous forme nanometrique. Ce n’est pas un nanomateriau du point de vue de la definition europeenne, il n’est donc pas soumis a l’obligation d’etiquetage dans les produits alimentaires. Le E171 est present dans de nombreux aliments sans que son impact sur la sante humaine, apres ingestion, n’ait ete clairement documente. De plus en plus d’etudes s’interessent a la toxicite des nanoparticules (NPs) apres leur ingestion, mais peu d’entre elles ont ete menees avec le E171 a proprement parler. Les etudes in vivo et in vitro publiees a ce jour demontrent que les NPs de TiO2 sont peu toxiques. Leur absorption intestinale et leur translocation vers le systeme sanguin puis des organes secondaires est faible. Les principaux effets decrits sont une augmentation des especes reactives de l’oxygene associees a un stress oxydant, l’induction de marqueurs de l’inflammation, et plus recemment l’induction du stress du reticulum endoplasmique. Des effets sont egalement rapportes sur differents parametres de la barriere intestinale, i.e. le microbiote, le mucus, les transporteurs membranaires, les jonctions cellulaires et l’immunite intestinale. Chez certaines personnes, cette barriere est compromise, elles sont donc potentiellement plus sensibles aux micros et nanos-particules contenues dans l’alimentation. Leur epithelium intestinal est enflamme, et a long terme, ces personnes peuvent developper des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin et dans les cas les plus graves, des cancers.L’objectif de cette these est d’etudier la toxicite du colorant alimentaire E171 et d’approfondir les connaissances relatives a l’impact des NPs de TiO2 sur le systeme gastro-intestinal. Pour cela, nous avons travaille avec differents modeles cellulaires d’epithelia intestinaux humain, un modele d’epithelium jointif compose d’enterocytes Caco-2, un modele d’epithelium secretant une couche de mucus, compose de cellules Caco-2 et HT29-MTX et enfin un modele d’epithelium bordant les plaques de Peyer, compose des cellules Caco-2(C1) et RajiB. Ces modeles cellulaires ont ete exposes de facon aigue (6 h, 24 h et 48 h) ou chronique (21 jours), au colorant E171 ainsi qu’a deux NPs de TiO2 : A12, qui a la meme structure cristalline que le E171 et P25, une NP tres documentee dans la litterature. Nos resultats montrent que le E171 et les NPs de TiO2 sont moderement toxiques, ils n’engendrent pas de mortalite cellulaire ni de dommages a L’ADN. Neanmoins, ils provoquent une accumulation d’especes reactives de l’oxygene intracellulaires et modulent certains marqueurs impliques dans le stress oxydant, le stress du reticulum endoplasmique et l’inflammation. Ils impactent egalement la secretion et la composition de la couche de mucus, l’expression des transporteurs ABC, qui sont des parametres impliques dans la fonction de barriere de l’epithelium intestinal, le rendant possiblement plus vulnerable aux agressions exterieures.