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Nanopartículas de dióxido de titanio (E171). © INRA, Toxalim

Aditivo alimentario E171: primeros resultados de la exposición oral a nanopartículas de dióxido de titanio

Investigadores del INRA y sus socios1 han estudiado los efectos de la exposición oral al dióxido de titanio, un aditivo alimentario (E171) de uso común, especialmente en las golosinas. Han demostrado por primera vez en animales que el E171 atraviesa la pared del intestino y se encuentra en el organismo. Se han observado trastornos del sistema inmunológico relacionados con la absorción de nanopartículas de este aditivo. Por otra parte, los investigadores muestran que la exposición oral crónica al E171 induce de forma espontánea lesiones preneoplásicas en el colon, una etapa no maligna de la carcinogénesis, en el 40% de los animales expuestos. Además, el E171 acelera el desarrollo de lesiones inducidas experimentalmente antes de la exposición. Estos resultados, publicados el 20 de enero de 2017 en Scientific Reports, reflejan un efecto iniciador y promotor de las primeras etapas de la carcinogénesis colorrectal, aunque no permiten ser extrapolados a los humanos y a fases más avanzadas de la enfermedad.

Actualización: 30/06/2017
Publicación: 20/01/2017

Nanopartículas de dióxido de titanio (E171). © INRA, Toxalim
Nanopartículas de dióxido de titanio (E171) © INRA, Toxalim
El dióxido de titanio (TiO2) se utiliza en diversos ámbitos (cosméticos, protectores solares, pinturas y materiales de construcción) y es también un aditivo muy común en la industria alimentaria (conocido en Europa como E171) por sus propiedades de colorante blanco y de opacificante. Se utiliza en golosinas, productos de chocolate, galletas y chicles, así como en complementos alimenticios. También está presente en dentífricos y productos farmacéuticos. El E171 está compuesto de micro y nanopartículas, aunque no es obligatorio su etiquetado como «nanomaterial», pues no consta de más del 50 % de nanopartículas (en general tiene entre 10 % y 40 %). El Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (CIIC) ha realizado una evaluación del riesgo de la exposición al dióxido de titanio por inhalación (exposición ocupacional), tras la cual ha sido clasificado en el Grupo 2B, es decir, como potencialmente carcinógeno para los seres humanos.
Actualmente la sociedad se muestra preocupada respecto a la exposición oral al E171, especialmente en los niños, cuya exposición es importante por un elevado consumo de golosinas. Los investigadores del INRA han estudiado el producto en su conjunto (es decir, una mezcla de micropartículas y nanopartículas) y también han evaluado el efecto exclusivo de la fracción nanométrica en comparación con una nanopartícula modelo.

El dióxido de titanio atraviesa la barrera intestinal y pasa al torrente sanguíneo

Los investigadores expusieron a ratas al E171 (exposición oral), a una dosis de 10 mg diarios por kilogramo de peso corporal, un valor cercano a la exposición alimentaria humana (según datos de la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria de septiembre de 2016 2). Y han demostrado por primera vez in vivo que el dióxido de titanio se absorbe en el intestino y pasa al torrente sanguíneo, pues encontraron partículas de dióxido de titanio en el hígado de los animales.

El dióxido de titanio altera la respuesta inmunitaria intestinal y sistémica

Elementos de titanio (puntos rojos) en lascélulas inmunitarias del intestinodelgado de rata. © Inra, LIST
Elementos de titanio (puntos rojos) en lascélulas inmunitarias del intestinodelgado de rata © Inra, LIST
Encontraron nanopartículas de dióxido de titanio en la pared del intestino delgado y en el colon, que se alojaron en el núcleo de las células inmunitarias de las placas de Peyer, un sitio inductor de respuestas inmunitarias en el intestino. Además, los investigadores han mostrado un desequilibrio en la respuesta inmunitaria, desde la imposibilidad de producir citocinas en las placas de Peyer hasta el desarrollo de una microinflamación en la mucosa del colon. En el bazo, un órgano que induce inmunidad sistémica, la exposición al E171 aumenta la capacidad de las células inmunitarias de producir citocinas proinflamatorias cuando se activan in vitro.

La exposición oral crónica al dióxido de titanio tiene un efecto iniciador y promotor de las primeras etapas de la carcinogénesis colorrectal

Tres lesiones neoplásicas en el epitelio delcolon de rata. © Inra, Toxalim
Tres lesiones neoplásicas en el epitelio delcolon de rata © Inra, Toxalim
Los investigadores sometieron a las ratas a una exposición oral crónica de dióxido de titanio por el agua de beber durante cien días. En un grupo de ratas tratadas previamente con un agente carcinógeno experimental, la exposición condujo al aumento del tamaño de las lesiones preneoplásicas. En un grupo de ratas sanas expuestas al E171, 4 de 11 animales desarrollaron espontáneamente lesiones neoplásicas del epitelio intestinal. Los animales no expuestos no mostraron anormalidades tras los cien días del estudio. Estos resultados indican un efecto tanto iniciador como promotor del E171 en las primeras etapas de la carcinogénesis colorrectal en los animales.
Este estudio demuestra por primera vez que el aditivo E171 es una fuente de nanopartículas de dióxido de titanio para el intestino y el resto del organismo, con efectos sobre la función inmunitaria y el desarrollo de lesiones preneoplásicas en el colon. Estos resultados iniciales justifican un estudio de carcinogénesis siguiendo las líneas directrices de la OCDE para complementar estas observaciones en una etapa más avanzada de la enfermedad. También proporcionan nuevos datos para la evaluación del riesgo del aditivo E171 para los seres humanos.

Este trabajo ha sido llevado a cabo en el marco del proyecto NANOGUT, financiado por la Agencia Nacional de Seguridad Sanitaria de la Alimentación, el Medio Ambiente y el Trabajo de Francia (ANSES) dentro del Programa Nacional de Investigación en materia de medio ambiente, salud y trabajo (PNR EST), bajo la coordinación del INRA.

El contrato de tesis universitaria de Sarah Bettini ha sido financiado por el Laboratorio de Excelencia SERENADE.
1 Socios del INRA en este proyecto: ANSES, CEA-Universidad Grenoble-Alpes, Sincrotrón Soleil, Luxembourg Institute of Science and Technology.
2 Re-evaluation of titanium dioxide (E 171) as a food additive. EFSA Journal 2016;14(9):4545.

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Nutrition, Chemical Food Safety and Consumer Behaviour
Centro asociado:
Occitanie-Toulouse

Referencia

Sarah Bettini, Elisa Boutet-Robinet, Christel Cartier, Christine Coméra, Eric Gaultier, Jacques Dupuy, Nathalie Naud, Sylviane Taché, Patrick Grysan, Solenn Reguer,Nathalie Thieriet, Matthieu Réfrégiers, Dominique Thiaudière, Jean-Pierre Cravedi, Marie Carrière, Jean-Nicolas Audinot, Fabrice H. Pierre, Laurence Guzylack-Piriou & Eric Houdeau Food-grade TiO2 impairs intestinal and systemic immune homeostasis, initiates preneoplastic lesions and promotes aberrant crypt development in the rat colon, Scientific Reports, 7:40373, DOI: 10.1038/srep40373