En utilisant des particules au 1/100, 000 la largeur d'un cheveu humain pour délivrer des médicaments aux cellules ou aider les plantes à lutter contre les parasites peut ressembler à quelque chose d'un film de science-fiction, mais ces scénarios pourraient être courants dans un avenir proche.
nanotubes de carbone, des molécules de carbone de forme cylindrique d'un diamètre d'environ 1 nanomètre, ont de nombreuses applications potentielles dans une variété de domaines, comme le génie biomédical et la chimie médicale. Protéines, acides nucléiques, et des médicaments peuvent être attachés à ces nanotubes et délivrés aux cellules et aux organes. Les nanotubes de carbone peuvent être utilisés pour reconnaître et combattre les virus et autres agents pathogènes. Cependant, les résultats d'études chez l'animal ont également soulevé des inquiétudes quant à la toxicité potentielle des nanoparticules.
Les recherches récentes d'une équipe de chercheurs de Chine, dirigé par le Dr Nan Yao, ont exploré les effets des nanoparticules sur les cellules végétales. Les découvertes du Dr Yao et de ses collègues sont publiées dans le numéro d'octobre du Journal américain de botanique .
Le Dr Yao et son équipe de chercheurs ont isolé des cellules de riz ainsi que de l'espèce végétale modèle Arabidopsis. Les chercheurs ont traité ces cellules avec des nanotubes de carbone, puis évalué la viabilité des cellules, dommages à l'ADN, et la présence d'espèces réactives de l'oxygène.
Les chercheurs ont constaté une augmentation des niveaux de peroxyde d'hydrogène, une espèce réactive de l'oxygène. Les espèces réactives de l'oxygène provoquent un stress oxydatif pour les cellules, et ce stress peut entraîner une mort cellulaire programmée. Le Dr Yao et ses collègues ont découvert que l'effet des nanotubes de carbone sur les cellules dépendait de la dose - plus la dose est élevée, plus la probabilité de mort cellulaire est grande. En revanche, les cellules exposées à des particules de carbone qui n'étaient pas des nanotubes n'ont subi aucun effet néfaste, démontrant que la taille des nanotubes est un facteur de leur toxicité.
"La nanotechnologie a un large éventail d'applications potentielles dans l'industrie agricole, cependant, l'impact des nanoparticules a rarement été étudié chez les plantes, " a déclaré le Dr Yao. " Nous avons découvert que les nanomatériaux pouvaient induire la mort cellulaire programmée dans les cellules végétales. "
Malgré les observations des scientifiques selon lesquelles les nanotubes de carbone avaient des effets toxiques sur les cellules végétales, l'utilisation de la nanotechnologie dans l'industrie agricole est encore très prometteuse. Les scientifiques n'ont observé que la mort cellulaire programmée comme réponse temporaire après l'injection des nanotubes et n'ont pas observé d'autres changements un jour et demi après les traitements aux nanotubes. Aussi, les chercheurs n'ont pas observé de mort au niveau des tissus, ce qui indique que l'injection de cellules avec des nanotubes de carbone n'a causé que des blessures limitées.
"L'étude actuelle a fourni la preuve que certaines nanoparticules de carbone ne sont pas sûres à 100% et ont des effets secondaires sur les plantes, suggérant que les risques potentiels de nanotoxicité sur les plantes doivent être évalués, " a déclaré le Dr Yao. À l'avenir, Le Dr Yao et ses collègues souhaitent déterminer si d'autres types de nanoparticules peuvent également avoir des effets toxiques sur les cellules végétales. "Nous aimerions créer un modèle de toxicologie prédictive pour suivre les nanoparticules."
Ce n'est qu'une fois que les scientifiques auront examiné de manière critique les risques des nanoparticules qu'ils pourront tirer parti des énormes avantages potentiels de cette nouvelle technologie.
