Nanoparticules d’argent et animaux aquatiques

Les nanoparticules concernent des matériaux et composants de très petite taille, dont au moins l’une des dimensions est comprise entre 1 et 100 nanomètres (un nanomètre correspond à un millionième de millimètre).

En raison de leur taille, ces matériaux peuvent interagir plus particulièrement avec les cellules et les tissus humains.

 Le nano-argent (nano argent, « nano-silver » pour les anglophones) est un nanomatériau à base d'atomes d'argent.

Ce nano particules a  une action antibactérienne

Usages

Ils  sont utilisés en alimentation soit comme Complément alimentaire, ou dans les emballages, et les  ustensile de cuisine

D’autres usages en dans les domaines de Vêtements / textile (Chaussettes, casques); Cosmétiques / hygiène (Tétines, sèche-cheveux) Fourniture maison (Purificateurs d’air,

filtres désodorisants, landaus) Électronique(Encres, lettres de clavier, revêtements de souris ou de téléphones mobiles) Bâtiment(Peintures) électroménager(réfrigérateurs)

Pour ce dernier usage, Le nano-argent est incorporé aux réfrigérateurs de deux manières différentes :

 Le plus souvent, un revêtement contenant des nanoparticules d’argent couvre l’espace intérieur du réfrigérateur.

Le revêtement peut entrer en contact avec la nourriture, l’utilisateur ou les contaminants en suspension dans l’air.

 Un deuxième mode d’intégration du nano-argent est en partie emprunté aux technologies appliquées aux climatiseurs. Avec des nanoparticules intégrées aux filtres de l’unité désodorisante et/ou du distributeur d’eau de l’appareil, le nano-argent est destiné à nenvoyer l’air circulant à l’intérieur du réfrigérateur et l’eau du distributeur.

Aussi l’exposition par ingestion  pour l’homme ne peut pas être exclue :

o   soit directement via la consommation de produits contenant des nanoparticules d’argent, comme par exemple des compléments alimentaires ou encore dans des procédés de traitement de l’eau ;

o   soit indirectement via les aliments contaminés du fait du relargage à partir de produits en contact avec les denrées alimentaires (notamment emballages, réfrigérateur,…) contenant ou de l’accumulation des nanoparticules d’argent le long des chaines trophiques.

Risques sanitaires

o   l’homme

L’évaluation de l’impact éventuel des nanoparticules sur la santé humaine est un processus en cours.

Les évaluations du métabolisme et les observations cliniques ne rapportent

aucune toxicité (à l’exception d’une légère modification du nombre de pulsations cardiaques).

 Des études soulignent que dans certains cas (dans le cadre d’études in vitro, mais sans

que cela ait été confirmé dans des études in situ), les bactéries peuvent développer

une résistance aux effets antibactériens de l’argent en général. Il est néanmoins impossible

de déterminer si l’utilisation de nanoparticules d’argent renforce ou non la résistance

aux microbes.

 Ce manque profond de connaissances nécessite de plus amples recherches.

o   Les Poissons

Des nanoparticules d’argent (10 à 80 nm) affectent les premiers stades de développement

(déformation de la moelle épinière, arythmie cardiaque, survie) du poisson zèbre

Les nanoparticules d’argent s’accumulent dans les embryons,

 les branchies et le foie, affectant la capacité des poissons à lutter contre les faibles niveaux d’oxygène et induisant un stress oxydant

Toutefois, le seuil à partir duquel les effets apparaissent est variable

En général, les juvéniles de zebrafish et le medaka japonais semblent plus sensibles aux

nanoparticules d’argent qu’à l’AgNO3.

Et que  toxicité est seulement attribuable à la dissolution de la nanoparticule d’argent

D’autres travaux sur des embryons de poissons ou des juvéniles exposés à des concentrations en Ag comprises entre 10 et 20 ng/L et 1 mg/L, soutiennent l’hypothèse de l’existence de mécanismes d’action différents (absorption, réponses

transcriptomiques) entre les nanoparticules d’argent et l’Ag+

En effet, une prise différentielle dans les formes d’Ag a été montrée chez le poisson zèbre. Chez cette même espèce exposée à des concentrations élevées (0,4 et 100 mg/L), les agrégats de nanoparticules d’argent étaient incorporés dans les vaisseaux sanguins, la peau, le cerveau, le coeur et le vitellus alors que les ions Ag+ étaient concentrés

seulement dans les organelles, le nucleus et le vitellus

Chez la truite (Oncorhynchus mykiss) exposée pendant 96 h à de l’Ag sous forme nanoparticulaire ou ionique, des modifications significatives de l’expression des gènes ont été observées.

Environ 12% des gènes répondaient spécifiquement aux nanoparticules d’argent et 10 % spécifiquement à l’Ag sous forme ionique.

Les niveaux de la vitellogénine et des cassures de l’ADN étaient significativement

plus faibles chez les animaux exposés aux deux formes d’Ag par comparaison avec les témoins, mais les taux de cassures d’ADN étaient plus faibles chez les poissons exposés aux nanoparticules d’argent, par comparaison à l’Ag ionique.

 Ces effets génotoxiques des nanoparticules d’argent ne peuvent être expliqués par la présence d’Ag ionique, puisque seulement 1 % d’Ag dissous est libéré par des nanoparticules d’argent.

 L’exposition des organismes aux nanoparticules d’argent induit spécifiquement les gènes de l’inflammation, alors que l’exposition à l’Ag ionique induit du stress oxydant et de la stabilité protéique

Une cytotoxicité plus importante des nanoparticules d’argent (35 nm) par comparaison avec des particules d’Ag de plus grande taille (0,6 à 1,6 μm) vis-à-vis de cultures d’hépatocytes de truite arc en ciel a été observée

Les nanoparticules d’argent (60 nm) induisent une réduction de l’intégrité membranaire et de l’activité métabolique de cellules hépatocytaires

Ces mêmes auteurs ont montré des effets cytotoxiques modérés (intégrité membranaire) de

diverses nanoparticules d’argent (citrate, PVP) vis-à-vis de cultures cellulaires branchiales de truite arc en ciel suggérant que les cellules branchiales seraient moins sensibles à l’exposition à l’Ag que les hépatocytes

o   les mollusques  et crustacés

En tant qu’organismes suspensivores, les mollusques bivalves ont développé des processus

d'internalisation cellulaire de nano et de micro-particules (endo-et phagocytose), représentatifs de fonctions physiologiques clés comme la digestion intra-cellulaire et l'immunité cellulaire.

les mollusques bivalves ont été proposés  en tant que groupe zoologique cible pour les études de toxicité des nanoparticules.

 Les moules et les huîtres capturent et ingèrent plus efficacement les agrégats de nanoparticules par comparaison aux nanoparticules libres

Une génotoxicité plus importante a été observée chez des moules (Mytilus galloprovincialis)

exposées à de l’Ag (10 μg/L) sous forme ionique par comparaison à celle nanoparticulaire

Chez cette même espèce, une expression différentielle des protéines a été observée entre les nanoparticules d’argent (major vault protein and ras partial, paramyosin) et l’Ag ionique (putative c1q domain containing protein, actin et α–tubulin)

Chez le mollusque bivalve Scrobicularia plana, une induction de biomarqueurs du stress oxydant (catalase, glutathion S-transférase, superoxyde dismutase) a été observée chez les bivalves exposés aux deux formes d’Ag (nanoparticulaire ou ionique). Cependant, puisqu’aucune réponse différente entre les deux formes d’Ag testées a été trouvée, la dissolution de l’Ag évaluée dans le milieu d’exposition pourrait être responsable de cette toxicité.

Chez les crustacés, le modèle couramment utilisé est la daphnie (Daphnia magna). L’influence de la taille des particules, de leur revêtement (PVP, lactate, citrate, sodium dodécylbenzène sulfonate, EDTA) ont généralement montré le rôle essentiel des ions Ag+ libérés par les nanoparticules d’argent dans la toxicité (immobilisation, mortalité) observée chez Daphnia magna .

En conclusion

Les études récentes de la littérature montrent que les nanoparticules d’argent sont bioaccumulées et induisent des effets biologiques dans tous les organismes aquatiques et terrestres étudiés aux doses testées.

Il est important de signaler que compte tenu du fait que les approches expérimentales employées sont différentes, une comparaison des effets entre les différentes espèces et au sein des mêmes espèces demeure difficile:

 l’induction d’un stress oxydant chez toutes les espèces étudiées ;

 des effets génotoxiques chez les mollusques et les vers marins ;

 des effets  tératogènes chez le poisson zèbre ;

 la toxicité aiguë des nanoparticules d’argent est plus élevée chez les crustacés

De plus, quelques études scientifiques montrent que les nanoparticules d’argent induisent une modification des expressions génique et protéique chez le poisson et la moule.