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Des nanoparticules passent à travers la barrière protectrice du cerveau

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Les fonctions cérébrales pourraient être perturbées en cas d'exposition aux nanoparticules de dioxyde de titane. La barrière protectrice du cerveau serait en effet endommagée au contact de ces nanoparticules, que l'on retrouve dans de nombreux produits d'usage courant. 

La barrière hématoencéphalique, dont le rôle est de protéger le cerveau, n'est plus efficace en cas d'exposition aux nanoparticules de dioxyde de titane. © Sebastian Kaulitzki/shutterstock.com
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Les nanoparticules de dioxyde de titane, utilisées dans de nombreux produits, des peintures aux crèmes solaires, peuvent altérer la barrière hématoencéphalique qui protège le cerveau des éléments toxiques, selon une étude conduite in vitro, a indiqué mercredi le CEA.

Les résultats suggèrent que la présence de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) pourrait être à l'origine d'une inflammation cérébrovasculaire. Une exposition chronique à ces nanoparticules « pourrait entraîner leur accumulation dans le cerveau avec un risque de perturbation de certaines fonctions cérébrales», précise le CEA dans un communiqué.

Une étude chez le rat avait déjà montré en 2008 qu'après une instillation nasale, des nanoparticules de dioxyde de titane étaient détectées dans leur cerveau, notamment le bulbe olfactif et l'hippocampe, une structure ayant un rôle clé pour la mémoire. Les chercheurs ont voulu savoir comment ces nanoparticules pouvaient se retrouver dans le cerveau qui est protégé des éléments toxiques par une structure particulière : la barrière hématoencéphalique.

Faisceaux de nanotubes de dioxyde de titane. Aux échelles nanométriques, la toxicité et écotoxicité des matériaux diffère fortement de ce qu'elle est aux échelles micrométriques ou macroscopiques. © Argonne National Laboratory, Wikipédia CC by sa 1.0

Les nanoparticules de TIO2 rompent la barrière protectrice du cerveau

Des équipes du CEA et de l'université Joseph Fourier de Grenoble ont reconstitué un modèle cellulaire de cette barrière protectrice, associant des cellules endothéliales (celles de la paroi des vaisseaux sanguins), cultivées sur une membrane semi-perméable, et des cellules gliales (pour le système nerveux).

Grâce à ce modèle présentant les principales caractéristiques de la barrière hématoencéphalique existant chez l'Homme, les chercheurs ont mis en évidence qu'une exposition in vitro aux nano-TiO2 entraîne leur accumulation dans les cellules endothéliales. Il en résulte aussi une rupture de la barrière de protection, associée à une inflammation.

Émilie Brun et ses collègues ont également constaté une diminution de l'activité d'une protéine (P-glycoprotéine) dont le rôle est de bloquer les toxines susceptibles de pénétrer le système nerveux central, selon les résultats publiés en ligne par la revue Biomaterials.

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