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Toxicité des nanoparticules de TiO2


La présence croissante de nanoparticules dans des produits manufacturés pose la question de leurs éventuels effets sur la santé. Les nanoparticules de dioxyde de titane (nano-TiO2), par exemple, sont produites à l’échelle industrielle et se retrouvent aussi bien dans des peintures que dans des cosmétiques ou des systèmes de dépollution. Plusieurs études sur rongeurs ont montré que les nano-TiO2 peuvent traverser certaines barrières physiologiques comme les épithéliums respiratoires et vasculaires et donc circuler pour atteindre différents organes dont le cerveau. En utilisant l’esprit de la ligne directrice de l’OCDE TG-412, le projet Nanotransbrain vise, après une exposition subaigüe 6 heures/jour, 5 jours/semaine pendant 4 semaines de rats adultes et âgés aux aérosols de TiO2, mimant l’exposition par inhalation des travailleurs, à préciser la biocinétique et la bioaccumulation de nano-TiO2, évaluer in vivo les conséquences d’une telle exposition sur la barrière hémato-encéphalique et rechercher des marqueurs de la neurotoxicité. L’équipe du LCP apporte son expertise dans la caractérisation des nanoparticules employées et dans l’analyse par µ-PIXE et RBS de coupes de cerveaux de rats exposés. En effet, ces techniques d’analyse élémentaire permettent de suivre la distribution spatiale cérébrale du titane mais aussi d’évaluer si la présence de titane conduit à l’expulsion ou à l’internalisation d’autres éléments chimiques (calcium, fer, cuivre, zinc), signes de déstabilisation de l’homéostasie cellulaire décrits dans de nombreuses neuropathologies. Des coupes adjacentes des mêmes animaux sont utilisées en imagerie cérébrale pour pouvoir corréler distribution du titane et phénomènes inflammatoires.

Coupe de cerveau de rat exposé à un aérosol de nano-TiO2 et spectre PIXE associé

Les outils
Plate-forme AIFIRA, Gradignan

Collaborations
A. Mabondzo, W. Saba, CEA Saclay
M. Chalansonnet, J. Devoy, INRS, Nancy

Quelques publications
- Optimization of mineralization methods of TiO2 nanoparticles : Determination of titanium levels in rat organ tissues.
Devoy, Jérôme ; Brun, Emilie ; Cosnefroy, Anne ; Disdier, Clémence ; Melczer, Mathieu ; Antoine, Guillaume ; Chalansonnet, Monique ; Mabonzo, Aloïse(2016)
Journal of Analytical Chemistry 71:1
- Tissue biodistribution of intravenously administrated titanium dioxide nanoparticles revealed blood-brain barrier clearance and brain inflammation in rat.
Disdier, Clémence ; Devoy, Jérôme ; Cosnefroy, Anne ; Chalansonnet, Monique ; Herlin-Boime, Nathalie ; Brun, Emilie ; Lund, Amie ; Mabondzo, Aloïse
(2015) Particle and Fiber Toxicology 12:1-20

Contrats
ANSES Nanotransbrain (2014-2017)