Endocrine disruptive potential of molecules leaching from food containers. Are substitutes safer? – PoLySafe

Dans PoLySafe, nous visons à fournir une preuve de principe scientifique que l'utilisation complémentaire de méthodologies que nous développons dans le consortium (notamment la concentration des molécules chimiques dans les matrices) et de méthodologies existantes peut être utilisée pour affiner les normes actuelles sur les matériaux en contact avec les aliments. Nous évaluerons également de manière approfondie l'impact endocrinien et métabolique des molécules libérées pendant le processus de chauffage de quatre types de récipients alimentaires : acier inoxydable, verre, cellulose et polypropylène.
Les paramètres biologiques ciblés sont : 1) la transactivation dans les cellules exprimant des récepteurs nucléaires humains (NRs), 2) le potentiel de modulation du métabolisme cellulaire hépatique humain (NRs), 3) le potentiel de modulation du métabolisme cellulaire hépatique humain (métabolomique et modélisation bioinformatique), 3) le potentiel d'altération de l'activité de la thyroïde, de l'œstrogène et du système nerveux central. L'activité des axes thyroïdien, œstrogénique et androgénique à l'aide de tests OCDE (validés ou en cours de validation). Il est important de noter que, contrairement à la plupart des études qui ne portent que sur le récipient d'aliments solides, PoLySafe permettra d'identifier les molécules migrant de chaque type de récipient dans des conditions réalistes.

Pour les besoins du projet, le LNE s’est équipé d’un évaporateur haut-débit parallèle (RapidVap – Labconco). Il est ainsi possible d’évaporer simultanément 8 solutions de 500 mL. Au vu du volume très important de simulant à traiter (près de 200L).
Lors de la rédaction du projet en 2019 seul le test XETA (permettant de déceler l’activité thyroïdienne) avait été validé par l’OCDE (TG 248). En juin 2022 le test permettant de déceler les perturbations androgéniques (RADAR) a été validé par l’OCDE (TG 251). En 2022 nov le test REACTIV (permettant de détecter les perturbations oestrogéniques) a été présenté à l’OCDE par le P5 pour sa phase finale de validation

WP1 Les objectifs de développement des méthodologies pour concentrer les molécules dans le simulant acide acétique et dans l’huile sont atteints.
La concentration de 500x pour l’acide acétique a été effectuée par évaporation, avec une extraction par solvant et évaporation ou sur cartouche puis évaporation. La méthode sur cartouche a été préférée (85% des molécules conservées).
La concentration 150x pour l’huile a été atteinte avec une méthode similaire.
Une publication de cette méthodologie est planifiée pour début 2023.
Neuf barquettes ont été utilisées pour les premiers essais avec l’acide acétique 3% : 5 barquettes en cellulose, 1 en polypropylène, 2 en inox et le blanc en verre. Les 7 autres barquettes vont être mises en contact avec l’acide acétique.
Les 16 barquettes ciblées dans le projet vont aussi être mises en contact avec de l’huile de tournesol

WP2 Les premiers essais effectués sur neuf barquettes (5 celluloses, 2 inox, 1 polypropylène et le blanc dans un contenant en verre) ont permis de voir que la barquette 3308 (Cellulose) induit une activité anti androgénique. Les autres molécules contenues dans les simulants n’induisent pas de liaison spécifiques sur de récepteurs nucléaires. Il reste à effectuer les essais sur les cellules ayant été transfectées avec des récepteurs aux hormones thyroïdiennes.

WP3 : Les partenaires 1 et 5 ont pu tester 1) la faisabilité de la dilution de l’échantillon de simulant concentré. 2) vérifier que les larves de médaka et de xénope n’étaient pas affectées par l’acide acétique résiduel.
3) montrer que des effets biologiques étaient observés sur différents barquettes.
Effets oestrogéniques avec les barquettes 3299 et 3306, effets androgéniques avec les barquettes 3308 et 3309 et effets thyroïdiens avec la barquette 3303.

WP4 : Nous pouvons observer qu’aucune molécule organique ne migre des contenants en verre ou en inox (3306 et 3311) comme attendu.
Les contenants en cellulose ou en polypropylène relarguent des molécules (de 2 à 14).

Un site internet est en cours de réalisation.
Le projet PolySafe et sa présentation à différentes conférences, et dans l’article de Pour la Science (juin 2021) a engendré de nombreux contacts et de nombreuses discussion qui nous permettent d’envisager des collaborations et des tests complémentaires sur d’autres types de contenants/items alimentaires (pailles en papier, gobelets en carton etc.) grâce à un budget complémentaire obtenu de la part d’un mécène (Crédit Mutuel via le MNHN).

Les partenaires vont écrire un article collaboratif sur la méthodologie dans un journal de rang A. Deux articles de vulgarisations ont été publiés dans « Pour la Science » de juin 2021 et dans la revue Emballage alimentaire.
Un article faisant état des effets néfastes sur la santé humaine de certains composés alimentaires, a été publié en 2020 dans Environmental Health.
Cinq présentations dans des colloques nationaux et internationaux ont permis de diffuser les objectifs et premiers résultats. Neuf interventions pour des mairies ou des conférences grand public ont aussi permis de diffuser les résultats.
Quatre participations dans des émissions télévisuelles sur les effets des plastiques sur la santé ont été effectuées entre 2020 et 2022.

The EGAliM law adopted in France in November 2018 prohibits the use of plastic containers in collective catering for children as of 2025. The classical use of stainless steel and glass containers is questioned for logistical reasons. As a result, many municipalities have shifted their choices towards more lightweight, disposable, cellulose-based bioplastic containers. While migration standards exist to verify the conformity of the quantity of polymer composing the food containers and migrating to its contents, there is no standard requiring the evaluation of the biological effects of the molecules composing the trays. This is especially true for compounds newly formed during food-heating processes. Their biological effects, including hormone disruption, have occasionally been evaluated using cellular models, but only for their estrogen-mimetic properties, and only from dissolved tray fragments. Moreover, this issue has never been addressed in vivo, nor for other potential impact points of endocrine disruptors. PoLySafe will address the question of the supposed inertia of alternative food containers by implementing a global, applied and innovative strategy to guide the best future choices. To do so, food containers made of polypropylene, cellulose, stainless steel and glass will be placed in the presence of two types of simulants (acid / lipid) with a determined time and contact time and at a temperature representative of the actual conditions of use.
We will evaluate the impact of extracts of migration products on the activity of human nuclear receptors, on hepatic metabolism (human model; global metabolomic analysis approach and bioinformatics modeling: systems biology) as well as on the perturbation of the estrogenic, androgenic and thyroid axes, using models compatible with the 3R rules (Reduce, Replace, Refine). This transdisciplinary project has the particularity of bringing together five French partners with complementary expertise, specialists in the field of endocrine and metabolic disruptors. LNE (P2) will produce the extracts and identify the molecules likely to migrate to the food. INSERM (P4) will use in vitro models to assess the transcriptional effects of these extracts. INRAE (P3) will study the metabolic effects using the HepaRG cell line in vitro, identified as an excellent human model for toxicological studies (Tox21 USA, OECD, EU H2020 Goliath). Finally, the CNRS (P1) and the WatchFrog (P5) laboratory will use tests on aquatic larvae, validated or in the process of being validated by the OECD. Thus, PoLySafe will provide the essential information required by regulators in a single project.
PoLySafe's objective is to generate in a pragmatic and impartial manner the factual elements for decision-making on an urgent and essential public health issue (biological activity of food containers and data on their impact on four major endocrine axes). In PoLySafe, the identification of migrant chemicals, their fractionation and the refinement of active substances are independent of the work on the activity of extracts. The complementarity of the PoLySafe partners minimizes risk of failure, and allows the development of novel strategies for testing newly formulated food containers. The results of this project are intended to contribute to the emergence of optimized pre-marketing standards and norms. We also anticipate a strong media impact of the results generated during the project, thus answering legitimate questions from the public.