​Par Maëva Boulée
Systèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l'Énergie et la Santé (SyMMES)
​ UMR 5819
 CEA-CNRS-UGA-Grenoble-INP​

Les plastiques, constitués de polymères synthétiques et d'additifs chimiques, sont des matériaux devenus indispensables dans notre société en raison de leurs intéressantes propriétés (résistance, faible coût, polyvalence). Cependant, leur production croissante engendre une pollution environnementale due à une gestion inappropriée des déchets. Lorsqu'ils sont dispersés dans l'environnement, les plastiques se dégradent sous l’effet de contraintes physiques, chimiques et biologiques, ce qui entraîne leur fractionnement en particules plus petites, appelées micro- et nanoplastiques (MNPs). D’autre part, du fait de leur grande surface spécifique, ils ont la capacité d’adsorber et de transporter des polluants chimiques tels que des métaux lourds ou des polluants chimiques persistants. Les humains sont exposés aux MNPs par l'inhalation d’air pollué et l’ingestion d’aliments et de boissons contaminés. Les effets toxiques de ces particules sur la santé humaine, seules ou en présence des polluants qu’elles véhiculent, sont encore peu connus, en particulier dans des conditions d’exposition réalistes. En effet, jusqu’à présent, les études se sont concentrées sur l’étude de particules commerciales non vieillies, or leurs caractéristiques physiques, chimiques et toxicologiques diffèrent de celles ayant séjourné dans l’environnement. Dans ce projet de thèse, les transformations physico-chimiques induites par une exposition dans des conditions environnementales reconstituées en laboratoire de deux types de particules de plastique : le polystyrène (PS) et le polycaprolactone (PCL), ont été caractérisées, ainsi que leurs effets toxiques, à l’état vierge ou vieilli. Ces plastiques ont été choisis respectivement comme modèles de plastique non biodégradable et biodégradable. Pour cela, des particules de PS et de PCL de 100-1000 nm ont été artificiellement vieillies dans une chambre d'essai Q-SUN, dans des conditions simulant l’irradiation solaire et la température d'une journée ensoleillée à midi à l’équateur. Leur transformation physicochimique a été analysée par diffusion dynamique de la lumière, caractérisation du potentiel zêta, spectroscopie FTIR et Raman, microscopie électronique à transmission et à balayage, ainsi que par HPLC-MS/MS. Leur toxicité vis-à-vis de deux modèles de cellules intestinales humaines a été examinée en utilisant des co-cultures d'entérocytes Caco-2 et de cellules HT29-MTX, sécrétant du mucus. Les cellules Caco-2 étaient représentatives soit de personnes saines, soit de personnes prédisposées à la maladie de Crohn, via des modifications génétiques par lesquelles ont été insérés soit le gène NOD2 sauvage (wild-type), soit le gène NOD2 présentant la mutation 1007fs. Sur ces modèles intestinaux ont été évalués les effets cytotoxiques, génotoxiques, oxydatifs et inflammatoires des particules, qu'elles soient natives ou vieillies, seules ou en co-exposition avec du cuivre ou du nickel, ainsi que leurs impacts sur la fonction de barrière intestinale. Ainsi, ce projet vise à fournir des données pour une évaluation plus précise des risques liés à l'exposition humaine aux déchets MNPs.