L’additif alimentaire E171 (dioxyde de titane, TiO₂) est un pigment blanc couramment utilisé dans l’alimentation et composé jusqu’à 40 % de particules nanodi-mensionnées (<100nm). Or le devenir après exposition orale et les conséquences pour l’organisme des nanoparticules (NP) de TiO₂ sont très peu documentés. Des études utilisant des NP modèles (P25) ont montré une absorption de TiO₂ dans l’intestin, principalement via les plaques de Peyer (PP), un tissu lymphoïde essentiel à la réponse immunitaire locale. Aucune étude ne s’est intéressée aux effets sur le système immunitaire à des doses proches de l’exposition humaine.

Des rats adultes ont reçu pendant 1 semaine, par gavage, le solvant (contrôle), le E171 (100 % anatase : diamètre des particules 20 à 300nm), ou le P25 (85 % anatase/15 % rutile : diamètre 25 nm) à 10mg/kg/jour (n = 10/groupe) après dispersion des particules en suspension par sonication (16min/ampli-tude 30 %). La distribution du TiO₂ dans l’intestin et le foie a été étudiée au Synchrotron SOLEIL en microfluorescence aux rayons X (XRF) pour l’élément Ti et en fluorescence UV pour le TiO₂ moléculaire (lignes DIFFABS et DISCO). La fréquence des sous-populations de cellules dendritiques (DC) et des lymphocytes T (LT) a été évaluée par cytométrie en flux dans les PP, les ganglions mésentériques (MLN) et la rate. Le profil de sécrétion d’IFNy (cyto-kine pro-inflammatoire) et d’IL10 (anti-inflammatoire) a été déterminé par ELISA dans les surnageants de cellules immunitaires (PP, MLN et rate) après restimulation CD3/CD28 (4 jours) permettant d’activer spécifiquement les LT.

À l’exemple du P25, des particules de E171 sont localisées dans les PP, les muqueuses du côlon et le foie. Dans les PP, une augmentation de la fréquence des DC (CD11b⁺CD103⁺CMH-II⁺) chez les rats exposés au E171 (x2,7 ; P<0,01) et au P25 (x3,2 ; P<0,001) est observée par rapport aux contrôles. Par contre, une diminution dans les MLN pour les deux types de TiO₂ (P<0,05) suggère un défaut de migration des DC vers ce compartiment. Quelque soit le produit, aucun effet sur les pourcentages des LT et DC n’a été relevé dans la rate. La fréquence des LT régulateurs CD4⁺CD25⁺foxp3⁺ (nécessaire à la mise en place de la tolérance orale) est cependant diminuée après exposition au E171 et uniquement dans les PP (x0,66 ; P<0,05). Après restimulation in vitro des LT, une chute de la sécrétion d’IFNy dans les surnageants de cellules isolées des PP est observée chez les rats traités au E171 (x0,46 ; P<0,01), alors qu’elle est augmentée dans les surnageants de cellules provenant des MLN (x1,4) ou des splénocytes (x2,8) quelque soit la nature du TiO₂ (P<0,01). La sécrétion d’IL10 est augmentée dans les surnageants de cellules de MLN pour le E171 (x1,5 ; P<0,05) et des splénocytes pour les deux TiO₂ (P25 : x2,5, P<0,01 ; E171 : x2,1, P<0,05).

L’étude révèle que la barrière intestinale est perméable aux particules de l’additif alimentaire E171 après exposition orale chez le rat. Ces particules de TiO₂ se distribuent de façon similaire aux NP de référence P25 dans le tissu lymphoïde intestinal, jusqu’au foie, montrant un passage systémique du E171. La translocation du TiO₂ s’accompagne d’un impact sur les LT et les DC, ainsi que d’une modulation de la réponse immunitaire locale (PP et MLN) et systémique (rate). Nos données montrent un déséquilibre de l’homéostasie immunitaire après exposition orale aux NP de TiO₂, plus marqué pour l’additif E171 dans le tissu lymphoïde intestinal par rapport aux NP de P25. Le risque associé dans la mise en place de la tolérance orale ou dans la susceptibilité à l’inflammation, à l’infection sera à évaluer.