Des chercheurs de l'université de Paris-Saclay ont trouvé des nanotubes de carbone dans les cellules des voies respiratoires d'enfants asthmatiques vivant en région parisienne. Ces nanotubes pourraient provenir d'émissions de gaz d'échappement et entrer dans les poumons de chacun d'entre nous.

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Parmi les polluants présents dans l'atmosphère, les particules fines qui mesurent moins de 2,5 µm de diamètre (appelées PM 2,5) peuvent pénétrer dans les voies respiratoires et entraîner des effets négatifs sur la santé. Ces particules fines seraient une cause majeure de décès et de maladies dans le monde : des études ont montré une association entre l'exposition à ces particules à long terme et la mortalité, même à des concentrations inférieures à celles recommandées par l'Organisation mondiale de la santé (OMS). L'exposition à long terme à de fortes concentrations de particules fines augmenterait le risque cardiovasculaire, les maladies respiratoires, le diabète et le cancer du poumon ; une exposition à court terme pourrait exacerber ou favoriser l'apparition de maladies respiratoires comme l'asthme.

Dans un article paru dans EBioMedicine, des scientifiques français et de l'université Rice (Houston, États-Unis) ont caractérisé les particules présentes dans les liquides de lavage broncho-alvéolaire d'enfants asthmatiques. Les chercheurs ont choisi de travailler sur de tels patients car la bronchoscopie est un examen de routine pour le diagnostic de l'asthme en France alors que, du point de vue éthique, il est difficile d'envisager d'utiliser cette technique invasive sur des sujets en bonne santé.

64 échantillons provenant de 36 garçons et 28 filles âgés de 2 mois à 17 ans ont été récoltés entre 2007 et 2011. Ces échantillons de liquides de lavage broncho-alvéolaires étaient congelés à l'hôpital Trousseau, à Paris. Comme la congélation détruit les cellules, les chercheurs ont ensuite analysé des échantillons frais avec des cellules pulmonaires intactes, provenant de cinq garçons âgés de 12 à 58 mois. Tous ces patients ont fait ces examens dans le cadre de leur traitement. Comme les nanotubes sont trop petits pour être détectés par des microscopes optiques, les scientifiques ont utilisé des outils plus sophistiqués : la microscopie électronique à transmission de haute résolution et la spectroscopie X à dispersion d'énergie.

Les nanotubes de carbone (indiqués par des flèches rouges) présents dans des gaz d’échappement (à gauche) peuvent se retrouver dans des cellules de poumons (à droite). © Kolosnjaj-Tabi et al., EBioMedicine, 2015, CC by-nc-nd 4.0

Des nanotubes probablement omniprésents et nocifs

Les chercheurs ont analysé la matière présente dans les cellules de macrophages alvéolaires, qui servent à empêcher l'entrée de matériaux étrangers comme des particules ou des bactéries dans les poumons. Ils ont alors observé dans les cellules des agrégats de nanotubes qui mesuraient de 10 à 60 nanomètres (nm) de diamètre et jusqu'à plusieurs centaines de nanomètres de longueur.

Les particules trouvées dans les poumons des enfants asthmatiques étaient similaires à celles présentes dans les gaz d’échappement de véhicules parisiens, mais aussi dans des poussières provenant de différents endroits de la ville et même d'ailleurs dans le monde : dans l'air ambiant aux États-Unis, dans des toiles d'araignée domestiques à Kanpur, en Inde, et dans des carottes de glace. En définitive, ces nanoparticules pourraient être omniprésentes dans notre environnement.

Comme les nanotubes ont été trouvés dans tous les échantillons l'étude, ils pourraient bien se trouver chez tout le monde. Or, comme l'explique le chimiste Lon Wilson de l'université Rice, « dans notre laboratoire, lorsque nous travaillons avec des nanotubes de carbone, nous portons des masques pour éviter exactement ce que nous voyons dans ces échantillons ». Ironie du sort : en sortant se promener à l'extérieur, chacun doit récupérer un peu de nanotubes de carbone dans ses poumons.

Les nanotubes de carbone, en raison de leurs caractéristiques chimiques, peuvent adhérer à une grande variété de substances, depuis des gaz et des métaux jusqu'à des molécules plus ou moins grandes. Ils pourraient donc transporter des polluants de l’air. Dans leur article, les auteurs citent également l'hypothèse controversée selon laquelle les fibres de nanotubes de carbone agiraient comme l'amiante.