Du fait de leur utilisation croissante dans de nombreux domaines, l’étude de la toxicité des nanoparticules manufacturées devient une problématique scientifique à fort impact sociétal. Cependant, l’immense majorité des travaux publiés à ce jour en toxicologie in vitro des nanoparticules utilise une exposition à une dose élevée de nanoparticules et examine les effets sur les cellules immédiatement après l’exposition. Ce protocole étudie les effets qui pourraient survenir après une exposition accidentelle à forte dose, mais laisse plusieurs questions importantes en suspens.
Ainsi, ne sont pas adressées les questions relatives aux effets observés après une exposition forte ; sont ils réversibles ou non ? De plus, les effets résultant d’une exposition répétée à une dose plus faible sont-ils semblables à ceux observés après une exposition à une dose à la fois forte et unique ? Des chercheurs de notre laboratoire, en collaboration étroite avec des chercheurs de INAC/SyMMES/LAN du CEA-Grenoble, ont étudié ces questions sur deux nanoparticules d’usage répandu, le dioxyde de titane (TiO2) et l’argent.
Les nanoparticules de TiO2 (utilisées comme colorant blanc dans de très nombreux domaines) exercent des effets toxiques modérés lors d’une exposition à une dose unique lorsque celle-ci est forte. En revanche, une exposition chronique (60 jours) de cellules pulmonaires fait apparaître des altérations du fonctionnement cellulaire, en particulier de leur capacité de renouvellement et de réparation des dommages à l’ADN [1]. En particulier, les cellules exposées chroniquement aux nanoparticules de TiO2 deviennent plus sensibles à certains agents chimiques endommageant l’ADN, comme les agents alkylants [2].
Au contraire des nanoparticules de dioxyde de titane, celles d’argent sont bien connues pour présenter des effets toxiques immédiats marqués, et ceci en rapport avec leur activité bactéricide et fongicide. Les chercheurs ont cependant montré que ces effets sont réversibles car des cellules exposées à une dose unique de nanoparticules d’argent pendant 24 heures puis laissées en récupération pendant 72 heures, se débarrassent d’une partie de l’argent initialement absorbé et récupèrent l’essentiel de leurs fonctions biologiques [3]. De même, l’exposition à une dose fractionnée d’argent induit des effets biologiques très atténués par rapport à ceux observé par une dose unique, et ceci à quantité équivalente d’argent [3].
Ces travaux montrent la nécessité de compléter les études classiques de toxicologie par des recherches explorant d’autres scénarios d’exposition, ainsi que l’intérêt de mener des études à large spectre qui permettent de mettre en évidence des phénomènes de toxicité croisée, mal pris en compte dans les études classiques de toxicologie.