NANOTECHNOLOGIES (enjeux et risques)

Quels sont les dangers potentiels de l'exposition aux nanoparticules ?

Il n'y a actuellement aucune certitude d'un réel danger pour l'être humain. Cependant, les connaissances acquises à partir des crises sanitaires associées à l'amiante, à la silice et au charbon, ainsi que les interrogations suscitées par l'exposition aux particules Diesel et aux particules atmosphériques fines et ultrafines, ont conduit les autorités nationales et internationales à développer des stratégies d'anticipation et à favoriser les recherches en amont pour avoir le plus rapidement possible des données objectives ainsi que des tests permettant une bonne évaluation des dangers. Le résultat de cette politique est une augmentation très rapide du nombre de publications sur les propriétés biologiques et la toxicologie des nanoparticules.

La majorité de ces publications portent sur l'exposition par voie respiratoire et reposent sur un ensemble de connaissances déjà très conséquent. Que sait-on actuellement du comportement des particules dans les poumons ? La taille des particules détermine leur site de dépôt dans l'appareil respiratoire et on peut ainsi mettre en évidence trois régions : les régions nasopharyngée et trachéobronchiale où le mécanisme biologique d'élimination des particules est rapide (en 24 h environ, c'est la clairance mucociliaire), la région alvéolaire où l'élimination est plus lente (c'est la clairance macrophagique, la demi-vie, qui correspond à une élimination de la moitié des particules inhalées, pouvant atteindre des mois). Il est admis que les grosses particules (d > 5 μm) s'arrêtent dans la région nasopharyngée, les particules de 1 à 5 μm dans la région trachéobronchiale, alors que les particules fines, inférieures à 1 μm, peuvent atteindre les régions bronchiolaire et alvéolaire et y persister. Les nanoparticules, étant donné leur petite taille, se déposent surtout dans la région alvéolaire où leur élimination va donc être lente. De plus, elles sont plus difficilement phagocytées que les particules fines par les macrophages alvéolaires, ce qui conduit à une persistance accrue et à une interaction avec l'épithélium alvéolaire. Dans le poumon profond, leur réactivité de surface leur permet d'interagir avec les molécules biologiques sécrétées, en particulier des protéines et les lipides du surfactant alvéolaire, qui se trouvent dans le fluide qui baigne les voies aériennes et les alvéoles. Certaines de ces protéines peuvent alors recouvrir les nanoparticules et faciliter ensuite leur reconnaissance et leur phagocytose par les cellules épithéliales bronchiques et alvéolaires, et ainsi augmenter leur capacité d'accumulation dans le poumon ainsi que leur transport à travers les barrières pulmonaires vers la circulation sanguine.

La question de la translocation des nanoparticules à travers les barrières biologiques chez l'être humain a été posée par deux études réalisées avec des nanoparticules de carbone de 20 nm marquées avec un atome radioactif, le technétium 99 déjà utilisé en imagerie médicale. Les résultats de ces études sont contradictoires, puisque l'une trouve un passage très rapide et l'autre non. Cependant, si l'on considère les études réalisées chez le rat en utilisant également des nanoparticules de carbone marquées, il paraît très vraisemblable qu'elles puissent passer la barrière alvéolaire vers l'intérieur du poumon. Elles seraient aussi capables de franchir la paroi des vaisseaux et de se retrouver dans le flux sanguin, distribuées ensuite au niveau de l'organisme. On évalue actuellement la translocation à 1 p. 100 de la quantité totale de nanoparticules inhalées. Dans ces études expérimentales chez le rat, où on utilise des nanoparticules modèles (par exemple, des billes de polystyrène marquées), les chercheurs ont étudié les sites[...]