Les nanoparticules d’argent perturbent le phytoplancton

Très utilisées dans l’industrie cosmétique, le textile et l’agroalimentaire, les nanoparticules d’argent sont réputées pour leurs propriétés antibactériennes. Bien que mal compris, les effets environnementaux de ces agents biocides sont néanmoins une réalité. Une équipe de chercheurs helvético-américaine vient de démontrer l’existence de perturbations métaboliques induites par ces nanoparticules d’argent sur le phytoplancton.

Le phytoplancton est présent partout, aussi bien dans les lacs que les océans. Il produit plus de la moitié de l’oxygène que nous respirons et représente la source quasi-exclusive de matière organique à la base des chaînes alimentaires océaniques. Le phytoplancton serait en outre une porte d’entrée potentielle des nanoparticules d’argent dans la chaîne alimentaire aquatique.

Image de l’absorption de nanoargent par l’algue brune-dorée Poterioochromonas malhamensis, réalisée par microscopie optique. Les nanoparticules perturbent le métabolisme de cette algue. (Crédit : Liu Wei, UNIGE)

Des perturbations à plusieurs niveaux

Les travaux dirigés par la professeure Vera Slaveykova de l’Université de Genève (UNIGE) et réalisés en collaboration avec l’Université de Californie Santa Barbara mettent pour la première fois en évidence la présence de perturbations métaboliques induites par les nanoparticules d’argent sur le phytoplancton.

Selon l’étude publiée dans le journal Scientific Reports, l’exposition de l’algue appelée Poterioochromonas malhamensi à des nanoparticules d’argent et aux ions argent (Ag+) dissous provoque ainsi des perturbations multiples :

peroxydation des lipides, provoquant un accroissement de la perméabilité de la membrane cellulaire ;
accroissement du stress oxydatif ;
photosynthèse moins efficace, ce qui réduit la production d’oxygène ;

Les résultats de cette étude indiquent en outre que les ions Ag+ produits par les nanoparticules d’argent sont le principal facteur de toxicité. Comme l’affirme Vera Slaveykova, dans le communiqué de presse de l’université de Genève : « Le nano argent est internalisé dans les cellules de l’algue par le mécanisme de phagocytose utilisé pour alimenter les cellules en matière organique. »

Elle ajoute ensuite : « Ces mesures ont été conduites à Genève par le docteur Liu en utilisant un microscope électronique à transmission (MET). Ce mécanisme d’entrée est seulement connu dans Poterioochromonas malhamensi ; nous ne savons pas s’il est présent pour d’autres espèces de phytoplancton. »

La métabolomique, un outil pour la détection précoce des perturbations en toxicologie environnementale

Pour mieux comprendre ces perturbations métaboliques, l’équipe internationale de chercheurs a exploité plusieurs outils à sa disposition, dont des études concernant la réponse physiologique et la métabolomique ciblée.

De plus en plus utilisée dans les sciences médicales et pharmaceutiques, l’approche métabolomique est une discipline récente, encore très peu employée en toxicologie environnementale. Cette étude démontre ainsi l’intérêt de cette technique pour la détection précoce de changements induits par des toxines, avant l’apparition d’effets plus globaux tels que l’inhibition de la croissance des algues.