Une équipe de scientifiques suédois et américains a montré pour la première fois que les nanotubes de carbone peuvent être décomposés par une enzyme - la myéloperoxydase (MPO) - présente dans les globules blancs. Leurs découvertes sont présentées dans Nature Nanotechnologie et contredire ce que l'on croyait auparavant, que les nanotubes de carbone ne sont pas décomposés dans le corps ou dans la nature. Les scientifiques espèrent que cette nouvelle compréhension de la façon dont la MPO convertit les nanotubes de carbone en eau et en dioxyde de carbone pourra être importante pour la médecine.
"Des études antérieures ont montré que les nanotubes de carbone pouvaient être utilisés pour introduire des médicaments ou d'autres substances dans les cellules humaines, " dit Bengt Fadeel, professeur agrégé à l'université médicale suédoise Karolinska Institutet. "Le problème a été de ne pas savoir contrôler la rupture des nanotubes, ce qui peut causer une toxicité indésirable et des dommages aux tissus. Notre étude montre maintenant comment ils peuvent être décomposés biologiquement en composants inoffensifs. »
Les nanotubes de carbone sont un matériau constitué d'une seule couche d'atomes de carbone enroulés dans un tube d'un diamètre de seulement quelques nanomètres (1 nanomètre =1 milliardième de mètre) et d'une longueur pouvant aller de quelques dizaines de nanomètres à plusieurs micromètres . Les nanotubes de carbone sont plus légers et plus résistants que l'acier, et ont des propriétés conductrices de chaleur et électriques exceptionnelles. Ils sont fabriqués à l'échelle industrielle, principalement à des fins d'ingénierie, mais aussi pour certains produits de consommation.
Les nanotubes de carbone étaient autrefois considérés comme biopersistants dans la mesure où ils ne se dégradaient pas dans les tissus corporels ou dans la nature. Dans les années récentes, la recherche a montré que les animaux de laboratoire exposés aux nanotubes de carbone par inhalation ou par injection dans la cavité abdominale développent une inflammation sévère. Ceci, ainsi que les modifications tissulaires (fibrose) provoquées par l'exposition, entraînent une altération de la fonction pulmonaire et peut-être même un cancer. Par exemple, il y a un an ou deux, des rapports alarmants d'autres scientifiques suggèrent que les nanotubes de carbone sont très similaires aux fibres d'amiante, qui sont eux-mêmes biopersistants et qui peuvent provoquer un cancer du poumon (mésothéliome) chez l'homme longtemps après l'exposition.
Cette étude actuelle représente ainsi une percée dans les nanotechnologies et la nanotoxicologie, car il montre clairement que la MPO endogène peut décomposer les nanotubes de carbone. Cette enzyme est exprimée dans certains types de globules blancs (neutrophiles), qui l'utilisent pour neutraliser les bactéries nocives. Maintenant, cependant, les chercheurs ont découvert que l'enzyme fonctionne également sur les nanotubes de carbone, les décomposer en eau et en dioxyde de carbone. Les chercheurs ont également montré que les nanotubes de carbone qui ont été décomposés par la MPO ne provoquent plus d'inflammation chez la souris.
"Cela signifie qu'il pourrait y avoir un moyen de rendre les nanotubes de carbone inoffensifs, par exemple en cas d'accident dans une usine de production, ", explique le Dr Fadeel. "Mais les résultats sont également pertinents pour l'utilisation future des nanotubes de carbone à des fins médicales."
