Analogies nanotubes de carbone et amiante : les inquiétudes sont-elles justifiées ?

par Paul Tossa - SPS n°301, juillet 2012

À la suite d’études en laboratoires sur des animaux (in vivo) ou des cultures de cellules (in vitro), des parallèles ont été faits, la presse s’est fait l’écho [1], entre l’amiante et les nanotubes de carbone (NTC). Le premier constat est que les travaux réalisés sur la toxicité des NTC sont de portée limitée (expositions uniques de courte durée pour une détection rapide d’effets éventuels, difficultés de caractérisation physico-chimique complète des NTC, différences anatomiques, biologiques et physiologiques) rendant difficile l’extrapolation des résultats (souvent contradictoires) à l’homme. En résumé : (i) in vitro, le caractère insoluble des NTC, leur capacité à pénétrer des cellules ont été mis en évidence ; (ii) in vivo chez l’animal, la recherche d’effets pulmonaires a été menée uniquement par instillation intra-trachéale (pas d’inhalation) et il est possible que les effets observés résultent d’une surcharge des macrophages, dont la capacité d’épuration serait dépassée. Cependant, des études menées in vitro et in vivo démontrent une toxicité pour les cellules comparable à celle des fibres d’amiante chrysotile [2] et la biopersistance des NTC ainsi que leur capacité à engendrer une inflammation (formation de granulomes) et une fibrose pulmonaires. Cette biopersistance semble être en rapport avec le diamètre et la longueur des NTC.

Par ailleurs, indépendamment de la nature chimique des nanoparticules (en général), les effets toxiques sont en rapport avec plusieurs paramètres, dont la forme. Des études rapportent le rôle de l’aspect « sous forme de fibres » des nanoparticules (surtout insolubles ou peu solubles) dans l’expression des effets génotoxiques (altérations de l’ADN) [3]. Le parallèle qui est donc fait entre la toxicité des fibres d’amiante et celle des NTC pourrait tout simplement résulter du mécanisme de toxicité des fibres.

Dans un rapport de l’Institute of Occupational Medecine (médecine du travail) [4] publié en août 2008, les auteurs rapportent le rôle de la longueur (L), du diamètre (D), du ratio L/D et de la biopersistance des fibres (amiante, fibre céramiques réfractaires, etc.) pour les effets toxiques. Ceci a été également discuté lors de la conférence de l’INRS en 2011 [5], où K. Donaldson (Université d’Édimbourg, Royaume-Uni) a rappelé le paradigme de la pathogénicité des fibres (admis par de nombreux auteurs) : « les fibres longues et minces, ayant un rapport longueur/diamètre élevé (High Aspect Ratio Nanoparticules ou HARN) et biopersistantes, constituent un signe d’alerte relativement à la survenue d’effets similaires à ceux de l’amiante ». En effet, après inhalation, une petite fraction de ces fibres est retenue dans l’espace pleural, provoquant une inflammation, une fibrose, voire le risque de développement à long terme d’un mésothéliome (cancer de la plèvre). Les effets avaient été décrits pour des fibres de nanotube de carbone de longueur supérieure à 20 µm et pour des doses d’exposition comprises entre 0,1 et 5 µg. Les mêmes observations avaient été faites pour les nanofils d’oxyde de nickel et les nanofils d’argent. Les nanofils d’argent entraînaient une fibrose de la zone pariétale en relation avec la longueur des fibres, le seuil sans effet se situant entre 3 et 6 µm.

En conclusion, les inquiétudes soulevées par la toxicité pulmonaire des NTC pourraient être justifiées par la toxicologie des fibres en général, et indépendamment de la nature chimique nanoparticulaire. Néanmoins, les résultats des études animales publiés sur le sujet méritent d’être interprétés avec une grande prudence parce que les déterminants de la toxicité des nanoparticules sont très nombreux et les connaissances très fragmentaires sur leur rôle dans l’expression des effets toxiques.

Références

[1] www.lefigaro.fr/sciences/200...
[2] Soto KF, Carrasco A, Powell TG, Garza KM, Murr LE. « Comparative in vitro cytotoxicity assessment of some manufactured nanoparticulate materials characterized by transmission electron microscopy ». J Nanopart Res. 2005 ; 7(2-3) :145-69.
[3] Hsiao IL, Huang YJ. « Effects of various physicochemical characteristics on the toxicities of ZnO and TiO nanoparticles toward human lung epithelial cells ». Sci Total Environ. 2011 ; 409(7) :1219-28.
[4] Institute of Occupational Medicine. Report on Project CB0406. An outline scoping study to determine whether high aspect ratio nanoparticles (HARN) should raise the same concerns as do asbestos fibres. August 13, 2008.
[5] Stéphanie Binet, Eric Drais, Sandrine Chazelet et al. Risques liés aux nanoparticules et nanomatériaux. Compte rendu de la conférence Nano2011 et perspectives. INRS. Hygiène et sécurité du travail – Cahiers de notes documentaires – 3e trimestre 2011.

Mis en ligne le 21 février 2013
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