Interactions du dioxyde de titane alimentaire avec l’axe microbiote-système immunitaire : un nouvel acteur dans le développement de désordres métaboliques ?

Abstract

L’utilisation croissante de nanomatériaux dans le secteur agro-alimentaire a pour conséquence une exposition chronique du tractus gastro-intestinal à des nanoparticules (NPs) inorganiques souvent dotées de propriétés biocides. Parmi celles-ci, les NPs de dioxyde de titane (TiO₂) de l’additif alimentaire E171 sont susceptibles d’altérer la composition et l’activité du microbiote intestinal avec des conséquences sur la réponse immune. De manière réciproque, les interactions directes du TiO₂ avec les cellules du système immunitaire intestinal peuvent moduler le microbiote. Des altérations de l’axe microbiote-système immunitaire sont associées à de nombreuses maladies chroniques comme le diabète et l’obésité. Ainsi, l’exposition chronique au TiO₂ alimentaire interroge sur la capacité de ces NPs à induire ou aggraver ces maladies. Dans cette revue, les interactions entre le TiO₂, le microbiote et le système immunitaire sont détaillées et comparées aux altérations du microbiote et à l’inflammation intestinale retrouvées chez des patients obèses ou diabétiques. Cette comparaison permet d’identifier de potentiels nouveaux mécanismes le long de l’axe microbiote-système immunitaire par lesquels le TiO₂ pourrait contribuer au développement de désordres métaboliques.

The growing use of nanomaterials in the agro-food sector results in chronic exposure of the gastrointestinal tract to inorganic nanoparticles (NPs) often with biocidal properties. Among them, titanium dioxide (TiO₂) particles used as food additive (E171 in EU) could alter the composition and the activity of the intestinal microbiota with consequences on the immune response. Reciprocally, direct interactions of TiO₂ with the intestinal immune cells could modulate the microbiota. Alterations of the microbiota-immune system axis are associated with many chronic diseases such as diabetes and obesity. Thus, chronic exposure to food-grade TiO₂ raises the question of whether these inorganic NPs could induce or aggravate these diseases. In this review, the interactions between TiO₂, the microbiota and the immune system are detailed and compared to the alterations of the microbiota and the intestinal inflammation observed in obese or diabetic patients. This comparison allows to identify potentials new mechanisms along the microbiota-immune system axis by which the TiO₂ could contribute to the development of metabolic disorders.