Risques sanitaires liés aux nanoparticules (1/3)

note : le second billet sur cette question est ici

Voici donc comme prévu et un peu au forceps, une série de 3 billets posant la problématique des risques sanitaires liés aux nanoparticules (NP).

• ce billet ci précisera plus particulièrement les types de risques sanitaires que peuvent poser les nanoparticules.
• le second décrira de quelle manière il est possible d’être exposé à ces risques.
• le troisième enfin se posera la question de ce qu’est le risque et quel rôle les travaux scientifiques peuvent jouer pour l’évaluer.

Enfin, un billet bonus viendra se glisser parmi cette série pour discuter plus spécifiquement du sujet des nanotubes de carbone. On me signale également dans mon oreillette qu’un billet sur les nanoparticules dans les crèmes solaires est en train de remonter le peloton avec panache.

Ne paniquez pas (encore)

Précisons  plusieurs points avant d’attaquer

Nous allons parler ici de dangers potentiels. A l’heure actuelle, aucune étude scientifique ne confirme ou n’infirme l’existence de dangers liés au nanoparticules. C’est cette inconnue qui  légitime le principe de précaution, pas l’existence d’un danger avéré.

Par ailleurs, ce qui est en cause est l’exposition chronique aux nanoparticules. En général, un simple contact, une fois avec des nanoparticules ne vous tuera pas.

Enfin nous parlons de la problématique liée aux nanoparticules. Mais il est extrêmement important de réaliser que chaque nanoparticule est différentes Autrement dit, dire que les nanoparticules en général sont inoffensives ou dangereuses n’a pas de sens. Chaque résultat ne sera propre qu’à un type de nanoparticule. Nous verrons même que pour un type précis cela peut dépendre de beaucoup d’autres paramètres. Nous verrons aussi plus particulièrement à la fin de cette série que la notion même de “inoffensives” ou “dangereuses” est sujette à caution.

Qu’est ce qu’une nanoparticule ?

Une nanoparticule est une particule de taille nanométrique, c’est à dire dont l’une des dimensions est inférieure à 100 nm. Oui je sais à ce stade, vous  êtes rassuré. Avec une telle analyse toute vos questions trouveront leur réponse ici.

Pour bien préciser les choses, il s’agit d’un regroupement d’atomes ou de molécules qui se “collent” les uns aux autres. On parle en général d’agrégat. Ces agrégats peuvent donc  avoir avoir plusieurs tailles (nano, micro…) et  plusieurs compositions : des nanoparticules de carbone, de silicium, de dioxyde de titane… Toute une variété de taille et de composition qui les rendent uniques dans leurs propriétés. Vous voyez bien qu’il est alors délicat de parler des nanoparticules en général.

Avant  d’être nano-machin, il s’agit donc d’une  particule, rien qu’une particule qui traîne sa vie aux quatre vents, qui rêve d’été et de printemps, lorsque viens l’automne et les tourments. Elle va donc réagir physiquement et chimiquement avec son environnement (cellule du corps humain, animaux, plantes, autres composés…). Ces types de réactions ne sont pas spécifiques aux nanoparticules.

Les risques liés aux particules

Comme n’importe quelle particule, il est donc nécessaire d’évaluer pour chaque être vivant :

• la génotoxicité, c’est à dire l’impact sur les gènes pour voir si les nanoparticules provoquent des mutations

• la cytotoxicité, c’est-à-dire la toxicité sur les cellules. Là encore, si l’on doit distinguer suivant les nanoparticules, il faut aussi distinguer suivant le type de cellules. Une même nanoparticule n’aura pas le même effet sur une cellule de peau, du foie, des poumons…

• les inflammations pulmonaires. C’est cet aspect là qui a été médiatisé. En effet, il est possible que certaines nanoparticules sous forme de fibre (les plus connues étant les nanotubes de carbones mais il peut y avoir d’autres nanotubes) provoque des inflammations pulmonaires et pourrait alors se comporter comme les fameuses fibres d’amiantes.

Les nanoparticules sont donc des molécules chimiques dont il est nécessaire d’évaluer l’impact. Cependant, leur taille va modifier la donne.

La taille des nanoparticules

Deux principes peuvent résumer le problème :

• la taille compte
• la taille ne fait pas tout

La taille compte car une particule de taille nanométrique peut avoir des propriétés différentes de la même particule à taille plus grande. C’est d’ailleurs souvent cela que l’on cherche à exploiter.

De plus avec des particules de petite tailles, le rapport Surface/Volume est plus grand ce qui augmente la réactivité.

Qu’est ce que cela signifie ? Et bien si vous prenez un même volume de particules sous forme nano ou micro, la surface présentée par les NP est plus grande. Voici ce que ca donne en 2D. La surface bleue est identique mais la grosse particule présente un périmètre (en rouge)  moins grand que les 4 petites particules.

Plus de surface en contact avec le milieu extérieur signifie que les particules nano peuvent  réagir plus que leurs homologues non nano.

Par ailleurs, leur petite taille peuvent les rendre plus invasives. Elle pourraient ainsi s’infiltrer plus profondément dans les cellules. Cette propriétés est par exemple exploitée pour certains médicaments en projet à base de NP ou des émulsions pour les cosmétiques.
Cependant la taille ne fait pas tout car petite taille n’est pas synonyme de danger. Tout ce qui a été listé au dessus est possible mais pas systématique.

Entre deux types nanoparticules de même taille, il est tout à fait  possible que  l’une présente un danger alors que l’autre non. (ou les deux, ou aucune, enfin bref vous m’avez compris)

Ainsi réduire la taille n’est pas toujours synonyme de danger. Parfois, il s’agit même de l’inverse. Par exemple, le dioxyde de titane présenterait un risque de génotoxicité sous forme micrométrique alors que sous forme nanométriques non. Dans la recherche pharmaceutique, des travaux sur l’usage de NP permettent de réduire la dose utilisée d’un produit qui sous forme non nano serait létale et sous forme nano efficace.

Par ailleurs, si l’on conçoit facilement que plus les NP sont petites, plus il est possible qu’elles pénètrent mieux dans le corps, dans la réalité tout cela est plus compliqué. Par exemple, les études concernant les fameuse NP de dixoyde de titane des crèmes solaires ont montré qu’elles ne franchissaient pas la barrière de la peau saine.

Ca y est, vous pouvez paniquer (enfin raisonnablement)

Pour résumer la connaissance des risques liés aux NP est extrêmement limitée. Vous aurez sans doute noté l’emploi abusif du conditionnel dans ce billet pour exprimer ces doutes.

Il n’est donc encore pas possible d’établir l’innocuité ou les dangers pour chacune des NP. C’est pourquoi de nombreuses études scientifiques sont en cours. Citons au niveau européen le programme Nanosafe financé par l’Union Européenne, en France des programmes financés par l’ANR. L’INERIS et l’Afsset s’intéressent également à la question. Enfin des industriels se mettent eux aussi à l’évaluation des risques, comme par exemple Arkema, producteur de nanotubes de carbone qui cofinance cette thèse.

Par contre pour la panique je blaguais, il y a des trucs dans la vie qui font beaucoup plus peur que les risques liés aux nanoparticules.