Les efforts antérieurs pour déterminer les effets sur la santé et l'environnement des nanoparticules qui sont utilisées dans des centaines de produits de consommation peuvent avoir produit des résultats trompeurs en adoptant des tests de toxicologie traditionnels qui ne prennent pas en compte les propriétés uniques de morceaux de matériau si petits que 100, 000 pourrait s'inscrire dans le point à la fin de cette phrase.
C'était l'une des observations présentées ici aujourd'hui lors de la 245e réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS), par l'un des leaders émergents de la recherche en nanosciences. Le discours de Christy Haynes, Doctorat., était parmi près de 12, 000 présentations au rassemblement.
Haynes a prononcé la conférence inaugurale du leader émergent en chimie de la Kavli Foundation lors de la réunion, qui se tiendra au centre des congrès Ernest N. Morial et dans les hôtels du centre-ville. Parrainé par la Fondation Kavli, les Emerging Leaders Lectures reconnaissent le travail de jeunes chimistes exceptionnels. Ces nouvelles présentations mettront en lumière les scientifiques de moins de 40 ans et à moins de 10 ans de l'obtention de leur doctorat lors de leur nomination, et qui ont réalisé des réalisations exceptionnelles dans le domaine de la recherche scientifique ou technique. Cette série de conférences se déroulera de 2013 à 2015 et rejoint la série existante "Kavli Foundation Innovations in Chemistry Lecture".
"Christy Haynes est la scientifique parfaite pour lancer cette prestigieuse série de conférences, " a déclaré Marinda Li Wu, Doctorat., président de l'AEC. "La recherche de Haynes a un impact sur la communauté scientifique dans les efforts pour utiliser les nanoparticules et la nanotechnologie en médecine et dans d'autres domaines. Et cette recherche a suscité l'imagination populaire, également. Haynes a été inclus dans Science populaire la liste des « 10 brillants », un groupe de « génies qui bousculent la science aujourd'hui ». Nous sommes ravis de collaborer avec la Fondation Kavli pour mettre en lumière les contributions de ces personnes. »
"La Fondation Kavli est ravie de soutenir une série qui attire l'attention sur de jeunes chercheurs exceptionnels en chimie. Reconnaître ces jeunes chimistes exceptionnels en inspirera d'autres et contribuera à créer un avenir dynamique dans le domaine, " a déclaré Fred Kavli, fondateur et président de la Fondation Kavli. Ajout de Bob Conn, président de la fondation, "Brillant, les jeunes chercheurs possèdent l'énergie, motivation et une attitude de « je peux faire » pour faire avancer la science. C'est souvent à ce stade que les scientifiques font leurs travaux les plus innovants."
La Fondation Kavli se consacre à l'avancement de la science au profit de l'humanité, promouvoir la compréhension du public de la recherche scientifique et soutenir les scientifiques et leurs travaux. La Fondation met en œuvre sa mission à travers un programme international d'instituts de recherche dans les domaines de l'astrophysique et de la physique théorique, nanosciences et neurosciences, et par le biais de conférences, colloques, chaires dotées, ateliers de journalisme et autres activités.
La série "Kavli Foundation Innovations in Chemistry Lecture" a débuté en mars 2011 et se poursuivra jusqu'en 2013. Ces conférences répondront au besoin urgent de Nouveau, pensée "hors des sentiers battus", alors que les scientifiques s'attaquent à de nombreux défis mondiaux, comme le changement climatique, maladies émergentes, et les pénuries d'eau et d'énergie. La Fondation Kavli, une organisation philanthropique de renommée internationale connue pour son soutien à l'innovation scientifique fondamentale, accepté de parrainer les conférences en collaboration avec l'ACS en 2010.
Wu a également félicité la Fondation Kavli pour son soutien aux conférences et son leadership sur un large éventail d'autres activités visant à faire progresser la science. "La Fondation Kavli et l'American Chemical Society sont d'excellents partenaires avec des missions remarquablement similaires, " Wu a déclaré. " L'énoncé de mission d'ACS parle de faire avancer la science de la chimie " pour le bien de la Terre et de ses habitants ". Je suis ravi que ces deux organisations puissent travailler ensemble dans leur engagement à atteindre ces objectifs. »
Haynes, qui est à l'Université du Minnesota, a expliqué que lorsque les fabricants ont commencé à utiliser ou à envisager l'utilisation de nanoparticules dans les produits de consommation et autres, des préoccupations ont émergé quant aux effets possibles sur la santé et l'environnement. Plus de 800 produits de consommation basés sur les nanotechnologies sont sur le marché, selon certaines estimations. Un nouveau domaine parfois appelé « nanotoxicologie » a émergé au cours des 10 dernières années pour enquêter sur ces préoccupations.
« Les premiers travaux se sont concentrés sur l'utilisation des tests de toxicologie qui avaient été utilisés pendant des années pour évaluer les matériaux en vrac, " dit Haynes. " Les nanoparticules, cependant, sont intrinsèquement différents. Une nanoparticule de matière utilisée dans l'alimentation ou une lotion cosmétique peut ne contenir que quelques atomes, ou quelques milliers d'atomes. Des morceaux de taille normale de ce même matériau pourraient contenir des milliards d'atomes. Cette différence fait que les nanoparticules se comportent différemment de leurs homologues en vrac. »
Une pépite d'une once d'or pur, par exemple, a les mêmes propriétés chimiques et physiques qu'une pépite de 2 onces ou un lingot d'or de 27 livres. Pour les nanoparticules, cependant, la taille dicte souvent les propriétés physiques et chimiques, et ces propriétés changent à mesure que la taille diminue.
Haynes said that some of the earlier nanotoxicology tests did not fully take those and other factors into account when evaluating the effects of nanoparticles. Dans certains cas, par exemple, the bottom line in those tests was whether cells growing in laboratory cultures lived or died after exposure to a nanoparticle.
"While these results can be useful, there are two important limitations, " Haynes explained. "A cell can be alive but unable to function properly, and it would not be apparent in those tests. En outre, the nature of nanoparticles—they're more highly reactive—can cause 'false positives' in these assays."
Haynes described a new approach used in her team's work in evaluating the toxicity of nanoparticles. It focuses on monitoring how exposure to nanoparticles affects a cell's ability to function normally, rather than just its ability to survive the exposure. En outre, they have implemented measures to reduce "false-positive" test results, which overestimate nanoparticle toxicity. One of the team's safety tests, par exemple, determines whether key cells in the immune system can still work normally after exposure to nanoparticles. In another, the scientists determine whether bacteria exposed to nanoparticles can still communicate with each other, engaging in the critical biochemical chatter that enables bacteria to form biofilms, communities essential for them to multiply in ways that lead to infections.
"So far, we have found that nanoparticles made of silver or titanium may be the most problematic, though I would say that neither is as bad as some of the alarmist media speculations, especially when they are stabilized appropriately, " said Haynes. "I think that it will be possible to create safe, stable coatings on nanoparticles that will make them stable and allow them to leave the body appropriately. We need more research, bien sûr, in order to make informed decisions."
This area of research—how nanoparticles interact with biological and ecological systems—is the focus of a newly funded multi-institutional partnership that includes Haynes' team. It is the Center for Sustainable Nanotechnology, funded by the National Science Foundation Division of Chemistry through the Centers for Chemical Innovation Program.
Haynes' work has led to her involvement in two large bioethics efforts funded by the National Institutes of Health that made recommendations about how to regulate nanoparticles for biomedical use. "I was one of a few scientists in rooms full of lawyers, ethicists and philosophers, " she explained. "My job was to provide the bench scientist's perspective on the definitions and recommendations. Both projects produced recommendations that were presented directly to officials in the U.S. Food and Drug Administration, the U.S. Environmental Protection Agency, the National Institute for Occupational Safety and Health and other agencies."
