Une monocouche de cellules intestinales après exposition à des nanoparticules, représentée en vert. Crédit :Université Cornell
Une équipe de chercheurs a étudié comment de fortes doses de nanoparticules de polystyrène approuvées par la FDA trouvées dans les aliments et les vitamines affectent la capacité d'un poulet à absorber le fer dans ses cellules. En utilisant des particules carboxylées de polystyrène de 50 nanomètres, les chercheurs ont découvert qu'une exposition aiguë diminuait à la fois l'absorption du fer dans les cellules in vitro et chez les poulets et qu'une exposition à plus long terme provoquait une modification des structures cellulaires intestinales, permettant une augmentation compensatoire du fer. absorption.
Des milliards de nanoparticules artificielles dans les aliments et les produits pharmaceutiques sont ingérées quotidiennement par les humains, et une nouvelle étude de Cornell prévient qu'elles pourraient être plus nocives pour la santé qu'on ne le pensait auparavant.
Une collaboration de recherche dirigée par Michael Shuler, professeur de génie chimique Samuel B. Eckert et titulaire de la chaire James et Marsha McCormick de génie biomédical, a étudié comment de fortes doses de nanoparticules de polystyrène - un matériau commun approuvé par la FDA que l'on trouve dans des substances allant des additifs alimentaires aux vitamines — ont affecté la capacité des poulets à absorber le fer, un nutriment essentiel, dans leurs cellules.
Les résultats ont été publiés en ligne le 12 février dans la revue Nature Nanotechnology .
Selon l'étude, une exposition à court terme et à haute intensité aux particules a initialement bloqué l'absorption du fer, tandis qu'une exposition à plus long terme a provoqué une modification des structures cellulaires intestinales, permettant une augmentation compensatoire de l'absorption du fer.
Les chercheurs ont testé l'exposition aiguë et chronique aux nanoparticules en utilisant des cellules intestinales humaines dans des boîtes de Pétri ainsi que des poulets vivants et ont rapporté des résultats correspondants. Ils ont choisi les poulets parce que ces animaux absorbent le fer dans leur corps de la même manière que les humains, et ils sont également sensibles aux carences en micronutriments, a expliqué Gretchen Mahler, Ph.D. '08, premier auteur de l'article et ancien étudiant diplômé et associé postdoctoral de Cornell.
Les chercheurs ont utilisé des particules de polystyrène carboxylé de 50 nanomètres disponibles dans le commerce qui sont généralement considérées comme sans danger pour la consommation humaine. Ils ont constaté qu'à la suite d'une exposition aiguë, quelques minutes à quelques heures après la consommation, l'absorption du fer dans les cellules in vitro et chez les poulets diminuait.
Mais après une exposition de 2 milligrammes par kilogramme pendant deux semaines - un apport plus lent et plus chronique - la structure des villosités intestinales a commencé à changer et à augmenter sa surface. Il s'agissait d'un remodelage physiologique efficace qui a entraîné une augmentation de l'absorption du fer.
"C'était une réponse physiologique inattendue", a déclaré Mahler.
Shuler a noté que dans un certain sens, ce remodelage des villosités intestinales était positif car il montre que le corps s'adapte aux défis. Mais cela sert à souligner comment ces particules, qui ont été largement étudiées et considérées comme sûres, provoquent des changements à peine détectables qui pourraient conduire, par exemple, à une surabsorption d'autres composés nocifs.
L'exposition humaine aux nanoparticules ne fait qu'augmenter, a poursuivi Shuler.
"Les nanoparticules pénètrent dans notre environnement de différentes manières", a déclaré Shuler. "Nous avons une certaine assurance qu'à un niveau brut, ils ne sont pas nocifs, mais il peut y avoir des effets plus subtils dont nous devons nous inquiéter."
Référence :« L'exposition orale aux nanoparticules de polystyrène affecte l'absorption du fer » par Gretchen J. Mahler, Mandy B. Esch, Elad Tako, Teresa L. Southard, Shivaun D. Archer, Raymond P. Glahn et Michael L. Shuler, 12 février 2012, Nanotechnologies naturelles .
DOI :10.1038/nnano.2012.3
L'article comprenait les co-auteurs de Cornell, Mandy Esch, associée de recherche en génie biomédical; Elad Tako, chercheur associé au Centre Robert W. Holley pour l'agriculture et la santé; Teresa Southard, professeure adjointe de sciences biomédicales ; Shivaun Archer, maître de conférences en génie biomédical ; et Raymond Glahn, chercheur principal au Service de recherche agricole de l'USDA et professeur agrégé de courtoisie au Département des sciences alimentaires. Le travail a été soutenu par la National Science Foundation; Bureau de la science, de la technologie et de la recherche universitaire de l'État de New York ; Corps des ingénieurs de l'armée ; et le Département américain de l'agriculture.
