Des chercheurs de la North Carolina State University ont mis au point une méthode pour prédire la manière dont les nanoparticules interagiront avec les systèmes biologiques, y compris le corps humain. Leurs travaux pourraient avoir des implications pour l'amélioration de la sécurité humaine et environnementale dans la manipulation des nanomatériaux, ainsi que des applications pour l'administration de médicaments.
Les chercheurs de l'État de Caroline du Nord, le Dr Jim Riviere, Burroughs Wellcome Distinguished Professor of Pharmacology et directeur du Center for Chemical Toxicology Research and Pharmacokinetics de l'université, Dr Nancy Monteiro-Rivière, professeur de dermatologie d'investigation et de toxicologie, et le Dr Xin-Rui Xia, professeur assistant de recherche en pharmacologie, voulait créer une méthode pour la caractérisation biologique des nanoparticules - un outil de criblage qui permettrait à d'autres scientifiques de voir comment diverses nanoparticules pourraient réagir à l'intérieur du corps.
"Nous voulions trouver un bon, moyen biologiquement pertinent pour déterminer comment les nanomatériaux réagissent avec les cellules, " dit Rivière. " Quand un nanomatériau pénètre dans le corps humain, il se lie immédiatement à diverses protéines et acides aminés. Les molécules avec lesquelles une particule se lie détermineront où elle ira."
Ce processus de liaison affecte également le comportement de la particule à l'intérieur du corps. Selon Monteiro-Rivière, les acides aminés et les protéines qui enrobent une nanoparticule modifient sa forme et ses propriétés de surface, potentiellement améliorer ou réduire des caractéristiques telles que la toxicité ou, dans les applications médicales, la capacité de la particule à délivrer des médicaments aux cellules ciblées.
Pour créer leur outil de dépistage, l'équipe a utilisé une série de produits chimiques pour sonder les surfaces de diverses nanoparticules, en utilisant des techniques précédemment développées par Xia. La taille et les caractéristiques de surface d'une nanoparticule déterminent les types de matériaux avec lesquels elle se liera. Une fois la taille et les caractéristiques de surface connues, les chercheurs peuvent ensuite créer des « empreintes digitales » qui identifient les façons dont une particule particulière interagira avec les molécules biologiques. Ces empreintes digitales leur permettent de prédire comment cette nanoparticule pourrait se comporter une fois à l'intérieur du corps.
Les résultats de l'étude apparaissent dans l'édition en ligne du 23 août de Nature Nanotechnologie .
"Ces informations nous permettront de prédire où un nanomatériau particulier se retrouvera dans le corps humain, et s'il sera ou non repris par certaines cellules, " ajoute Riviere. " Cela nous donnera à son tour une meilleure idée des nanoparticules qui peuvent être utiles pour l'administration de médicaments, et lesquels peuvent être dangereux pour l'homme ou l'environnement."
