Les nanomatériaux sont-ils toxiques ?

Comment les nanomatériaux se dégradent-ils dans l’organisme humain ? Des physiciens et des biologistes de l’université ont publié un article dans la prestigieuse revue ACS Nano qui répond à cette question.

Les nanomatériaux focalisent l’attention des chercheurs, il faut dire que leur potentiel est immense. Les applications des nano-objets sont porteuses de grands espoirs, dans le domaine de la santé notamment. Par exemple, des nanotubes de carbone qui seraient injectés près d’une tumeur dans le corps humain, pourraient servir à chauffer localement afin d’éradiquer les cellules cancéreuses.

Mais que deviennent les nanotubes de carbone une fois qu’ils sont dans l’organisme humain ? Comment sont-ils dégradés ? Deviennent-ils dangereux « après usage » pour l’organisme humain ? Les équipes de Damien Alloyeau du laboratoire MPQ (Matériaux et phénomènes quantiques) et de Florence Gazeau du laboratoire MSC (matériaux et systèmes complexes) ont cherché à comprendre la réactivité des nano-objets en milieu biologique. « L’originalité de nos travaux renvoie à notre pluridisciplinarité, nous avons réuni des physiciens et des biologistes qui exploitent un savoir-faire à l’interface des sciences des matériaux et du vivant », rapporte Damien Alloyeau.

Une belle collaboration entre biologistes et physiciens

Sachant que les nanomatériaux finissent en grande majorité leur périple in vivo dans des cellules macrophages du foie, de la rate ou des poumons, les chercheurs ont commencé par injecter des nanotubes de carbone dans ces cellules qui ont vocation à phagocyter les éléments extérieurs à l’organisme. Ils ont analysé tout d’abord la réponse biologique des macrophages à l’exposition aux nanotubes.
 
Les biologistes ont ainsi dévoilé des mécanismes biochimiques complexes ayant pour but de générer des radicaux oxydants capables de dégrader les nanotubes. Les physiciens ont ensuite observé l’effet de ces radicaux sur la structure atomique des nanotubes de carbone grâce à une technique unique en France, la microscopie électronique en transmission en milieu liquide. 
 
« Nous avons mis en évidence que les parois des nanotubes s’affinaient et que les nanotubes étaient perforés à l’endroit où leur structure présente des défauts », explique Damien Alloyeau.

Ces informations sur les processus biologiques induits par les nanomatériaux et sur les transformations de ces derniers sous l’effet d’un stress oxydant sont de toutes premières importances pour évaluer le cycle de vie des nano-objets dans l’organisme et leurs risques potentiels pour la santé. Les responsables de la revue ASC Nano ne s’y sont pas trompés en publiant l’article rédigé par les équipes de l’université Paris Diderot, en collaboration avec les chimistes du CNRS et de l’université de Strasbourg.