Les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) sont aujourd'hui largement présentes dans bon nombre de produits du quotidien : dentifrices, cosmétiques, adhésifs ou encore plats industriels comme ceux contenant l'additif E171, utilisé pour rendre les aliments plus blancs et plus brillants. Leur dissolution dans l'organisme pourrait avoir un impact sur la santé, tout comme leur dispersion dans l'environnement s'avérerait toxique. Toutefois, les nanoparticules TiO2 sont réputées robustes, stables chimiquement, et insolubles.
Cette solubilité peut néanmoins être affectée par plusieurs paramètres intrinsèques : taille, surface, morphologie, cristallinité ou présence de ligands organiques. C'est pourquoi des chercheurs du CEA-Irig, en collaboration avec le CEA-Iramis, se sont intéressés aux ligands sidérophores, synthétisés et sécrétés par les bactéries pour capter le fer (chélation) indispensable à leur développement. Ils ont notamment analysé la structure de l'entérobactine dont l'affinité avec le fer est très élevée : « à tel point que ce sidérophore est capable de solubiliser le fer présent dans des minéraux tels l'olivine », illustre Isabelle Michaud-Soret, chercheuse à l'Irig.
La dissolution de l'additif alimentaire E171
Pour la première fois, leurs études ont révélé que l'entérobactine (ent) se lie de manière covalente et forme des complexes avec le titane (Ti). Les chercheurs ont poursuivi les analyses pour observer la liaison de l'entérobactine avec les nanoparticules de TiO2. Résultat : en se liant à la surface des nanoparticules, elle favorise la dissolution de Ti ; « toujours en fonction des paramètres intrinsèques comme la taille, les défauts de surface ou la forme cristallographique des nanoparticules », précise la chercheuse, dont l'équipe est également parvenue à démontrer la dissolution de l'additif alimentaire TiO2 E171 et l'entrée du complexe « Ti-ent » dans les bactéries Escherichia coli.
Des résultats qui soulèvent des questions sur l'impact possible, sanitaire ou dans un écosystème, de l'interaction entre un chélateur de fer puissant tel que l'entérobactine et les nanoparticules de TiO2. Et qui justifient l'interdiction par l'Union européenne depuis le 07 août 2022 du E171 dans l'alimentation, alors qu'il est toujours autorisé comme opacifiant et colorant dans les médicaments.