Nanoparticules: les sphères moins toxiques que les tubes ?
Publié par Adrien le 16/11/2018 à 08:00
Source: CEA

Dr_Microbe
Selon une étude nanotoxicologique conduite par l'Iramis, les nanoparticules qui ont pénétré dans une cellule macrophage affectent différemment les mécanismes d'élimination des déchets cellulaires selon la forme des nano-objets. En effet, seuls les nanotubes de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) bloquent ces mécanismes, ce qui ouvre de nouvelles voies de compréhension de la toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des effets...) des nanomatériaux.

Les nanoparticules sont de plus en plus utilisées par les industries agro-alimentaires, cosmétiques ou pharmaceutiques. Quelles sont les conséquences sur la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) de l'exposition à des substances telles que les nanotubes de carbone ? Les études in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple est la fécondation in vitro (FIV)....) et in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un...) pointent le plus souvent la génération d'un stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le langage...) oxydant au niveau cellulaire, suivi d'une réaction inflammatoire. Cependant, les mécanismes biologiques à l'origine de cette toxicité ne sont pas complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité d'informations...) compris.

Pour aller plus loin, des chercheurs de l'Iramis ont exposé des cellules macrophages, chargées de nettoyer l'organisme de particules étrangères potentiellement pathogènes, à diverses nanoparticules aux propriétés homogènes et bien caractérisées. Grâce à différentes techniques comme la microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à l'œil nu, soit par leur...) électronique en transmission, les chercheurs ont pu observer la présence des nanoparticules pour étudier leur effet toxique in vitro. Quelle que soit leur géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures d'autres types d'espaces...) ou leur fonctionnalisation chimique, toutes les nanoparticules sont incorporées par les macrophages dans des vésicules appelées phagosomes. En revanche, l'étape suivante - la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire...) du phagosome avec un lysosome, l'unité cellulaire de " destruction " - ne se produit que pour les nanoparticules sphériques et non pas pour les nanotubes. Dans ce dernier cas, les chercheurs montrent que la synthèse d'une protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de protéine lorsque la...) indispensable aux lysosomes (SNAPIN) est perturbée, empêchant l'élimination des nanotubes par " autophagie ".

Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un...) Mondor de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) biomédicale (Inserm), à Créteil.

Références

Carbon nanotubes, but not spherical nanoparticles, block autophagy by a shape related targeting of lysosomes in murine macrophages, Autophagy
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