Exposition orale à l'argent colloïdal en condition de fonction barrière digestive intègre puis fragilisée : quels impacts croisés sur l'épithélium, le mucus et le microbiote intestinal?

L’argent colloïdal, défini comme une suspension de particules d’argent, majoritairement de taille nanométrique (<100 nm), dans un liquide, est une catégorie de produits disponibles dans le commerce et vendu pour les bienfaits annoncés pour la peau mais également pour une meilleure santé digestive. En effet, Il est connu pour ses propriétés antimicrobiennes, spécifiques à l’argent sous forme de nanoparticules (AgNP) et/ou sous forme ionique (Ag+), via des mécanismes tels que la déstabilisation de la membrane cellulaire ou encore la production d’espèces réactives de l’oxygène. L’intérêt des nanoparticules réside dans les propriétés mécaniques, physico-chimiques ou biologiques uniques que leur confèrent leurs dimensions réduites. Toutefois, les dangers liés à l’usage de l’argent colloïdal pour l’organisme sont encore peu documentés et représentent une inquiétude croissante en santé publique. Les données sur l’ingestion d’argent colloïdal et son impact sur la fonction barrière de l’intestin, première surface d’exposition par voie orale, sont manquantes. A ce jour, les études menées sur les effets de l’argent ionique (sous forme AgNO3 principalement) ou nanoparticulaire (nanoparticules modèles synthétisées en conditions de laboratoire) sur l’épithélium, le mucus et le microbiote intestinal sont parcellaires, contradictoires, et ne prennent pas en considération les interrelations entre ces différents acteurs. Par ailleurs, les études de la littérature ont systématiquement été réalisées en condition de fonction barrière de l’intestin intègre. Or, une condition de barrière fragilisée, provoquée notamment par un stress psychologique chronique, peut être retrouvée pour une partie de la population générale. Ces personnes peuvent être d’autant plus sensibles aux bénéfices santé annoncés sur le bien-être intestinal. Nos travaux portent, pour la première fois, sur l’évaluation des conséquences d’une exposition répétée à deux produits d’argent colloïdal disponibles sur le marché à des doses « réalistes », tant sur des modèles cellulaires in vitro mimant l’épithélium intestinal, que in vivo lors d’une exposition orale sub-chronique de 28 jours chez la souris mâle adulte en condition de fonction barrière intestinale intègre ou fragilisée par l’induction d’un stress psychologique chronique. Une composition distincte entre les deux produits a été mise en évidence en termes de ratio AgNP/Ag+, conduisant à des différences de toxicité observées à la fois in vitro et in vivo. Ces travaux montrent pour la première fois les effets sur la fonction barrière intestinale de produits commercialisés et directement consommés par l’Homme, au cours d’une exposition répétée, et soulignent l’importance de considérer la composition exacte de ces produits et la prise en considération de l’action conjointe du stress chimique et du stress psychologique

Oral exposure to colloidal silver in condition of an intact and weakened digestive barrier function : what cross-effects on the epithelium, the mucus and the intestinal microbiota?

L’argent colloïdal, défini comme une suspension de particules d’argent, majoritairement de taille nanométrique (<100 nm), dans un liquide, est une catégorie de produits disponibles dans le commerce et vendu pour les bienfaits annoncés pour la peau mais également pour une meilleure santé digestive. En effet, Il est connu pour ses propriétés antimicrobiennes, spécifiques à l’argent sous forme de nanoparticules (AgNP) et/ou sous forme ionique (Ag+), via des mécanismes tels que la déstabilisation de la membrane cellulaire ou encore la production d’espèces réactives de l’oxygène. L’intérêt des nanoparticules réside dans les propriétés mécaniques, physico-chimiques ou biologiques uniques que leur confèrent leurs dimensions réduites. Toutefois, les dangers liés à l’usage de l’argent colloïdal pour l’organisme sont encore peu documentés et représentent une inquiétude croissante en santé publique. Les données sur l’ingestion d’argent colloïdal et son impact sur la fonction barrière de l’intestin, première surface d’exposition par voie orale, sont manquantes. A ce jour, les études menées sur les effets de l’argent ionique (sous forme AgNO3 principalement) ou nanoparticulaire (nanoparticules modèles synthétisées en conditions de laboratoire) sur l’épithélium, le mucus et le microbiote intestinal sont parcellaires, contradictoires, et ne prennent pas en considération les interrelations entre ces différents acteurs. Par ailleurs, les études de la littérature ont systématiquement été réalisées en condition de fonction barrière de l’intestin intègre. Or, une condition de barrière fragilisée, provoquée notamment par un stress psychologique chronique, peut être retrouvée pour une partie de la population générale. Ces personnes peuvent être d’autant plus sensibles aux bénéfices santé annoncés sur le bien-être intestinal. Nos travaux portent, pour la première fois, sur l’évaluation des conséquences d’une exposition répétée à deux produits d’argent colloïdal disponibles sur le marché à des doses « réalistes », tant sur des modèles cellulaires in vitro mimant l’épithélium intestinal, que in vivo lors d’une exposition orale sub-chronique de 28 jours chez la souris mâle adulte en condition de fonction barrière intestinale intègre ou fragilisée par l’induction d’un stress psychologique chronique. Une composition distincte entre les deux produits a été mise en évidence en termes de ratio AgNP/Ag+, conduisant à des différences de toxicité observées à la fois in vitro et in vivo. Ces travaux montrent pour la première fois les effets sur la fonction barrière intestinale de produits commercialisés et directement consommés par l’Homme, au cours d’une exposition répétée, et soulignent l’importance de considérer la composition exacte de ces produits et la prise en considération de l’action conjointe du stress chimique et du stress psychologique.Colloidal silver is defined as a suspension of silver particles in a liquid, mostly in nanometric size (<100 nm). It can be found in various commercially available products sold for the advertised benefits for the skin but also for a better digestive health. Indeed, silver is well-known for its antimicrobial properties, in the form of nanoparticles (AgNPs) and/or ions (Ag+), via mechanisms such as the destabilization of the cell membrane or the production of reactive oxygen species. The interest of nanoparticles lies in their unique mechanical, physicochemical or biological properties, conferred by their nano-sized dimensions. However, the risks associated with the use of colloidal silver in human health are still poorly documented and represent a growing concern for the general population. Data on the ingestion of colloidal silver and its impact on the intestinal barrier function, as the first oral exposure surface, are lacking. To date, studies on the effects of Ag+ (mainly AgNO3) or AgNPs (model nanoparticles synthesized under laboratory conditions) on the epithelium, mucus and gut microbiota are sparse, sometimes contradictory, and do not take into account the interactions between these different protagonists of the gut barrier. Furthermore, studies in the literature have been carried out under conditions of intact gut barrier. However, an impaired intestinal barrier function, induced in particular by chronic psychological stress, may be a characteristic of a part of the general population. Such people may be all the more sensitive to the health benefits, and particularly gut health, claimed with the use of colloidal silver. Our work focuses, for the first time, on the gut toxicity of two commercially available colloidal silver products after repeated oral exposure at “realistic” doses. We have considered both in vitro cell models, mimicking the intestinal epithelium with or without mucus secretion, and in vivo models during a 28-day sub-chronic oral exposure in adult male mice characterized by an intact intestinal barrier function, or impaired by chronic psychological stress. A distinct composition between the two products was demonstrated in terms of the AgNPs/Ag+ ratio, leading to differences in toxicity observed both in vitro and in vivo. This work has shown for the first time the impact of colloidal silver products, available on the market and directly consumed by humans, on the intestinal barrier function during repeated exposure. It also underlines the importance of considering the exact composition of these products and the need to assess the combined effects of chemical and psychological stressors

Fate, uptake and gut toxicity of two colloidal silver products in mice: how micro X-ray fluorescence, micro X-ray absorption spectroscopy and near-infrared spectroscopy provide new insights in food nanotoxicology

International audienceSSilver biodistribution and gut toxicity of two commercially available colloidal silver products, Mesosilver™ and AgC, were evaluated in male mice. AgC is composed solely of ionic silver (Ag+) while Mesosilver™ contains a mix of silver nanoparticles (AgNPs) and Ag+ ions. After high-dose (approximately 3 mg per kg body weight (bw) per day) sub-chronic exposure, silver accumulation was close for Mesosilver™ and AgC. The combination of micro X-ray fluorescence and micro X-ray absorption spectroscopy showed that metallic AgNPs and Ag+ ions initially contained in Mesosilver™ were subjected to physicochemical modifications during their fate in the gut. In the colon, most Ag atoms were oxidized and dissolved to form Ag complexes with thiol groups (-SH) of proteins and/or peptides. Sub-chronic exposure at lower dose (150 μg per kg bw per day) led to a moderate impact on the gut barrier for both colloidal silver products. An increase in colonic LCN-2 was observed only after AgC exposure. For gut microbiota at the genus level, exposure to Mesosilver™ led to a decrease in Ruminococcus and Anaerosporobacter, while Intestinimonas increased. Exposure to AgC resulted in an increase in Clostridium sp. ASF356 and Tyzzerella, while the relative abundance of Anaerosporobacter decreased. In addition, the Saccharomycetes fungal population increased. Near-infrared spectroscopy was able to satisfactorily discriminate the Mesosilver™-vs. AgC-exposed mice for both exposure doses. This study highlights the applicability of biophysics-based methodologies for providing novel insights into colloidal silver uptake, fate and toxicological effects after oral exposur