De minuscules cristaux de silicium n'ont causé aucun problème de santé chez les singes trois mois après l'injection de fortes doses, marquant un pas en avant dans la quête pour introduire de tels matériaux dans les cliniques en tant qu'agents d'imagerie biomédicale, selon une nouvelle étude.

Les résultats, publié en ligne le 10 juillet dans la revue ACS Nano , suggèrent que les nanocristaux de silicium, connu sous le nom de points quantiques, peut être un outil sûr pour l'imagerie diagnostique chez l'homme. Les nanocristaux absorbent et émettent de la lumière dans le proche infrarouge du spectre, une qualité qui les rend idéales pour voir plus profondément dans les tissus que les techniques traditionnelles basées sur la fluorescence.

"Points quantiques, ou des nanocristaux, sont très, très prometteur pour les applications d'imagerie biomédicale, mais tout le monde s'inquiète de la toxicité et de ce qui leur arrivera s'ils se dégradent, " a déclaré le co-auteur principal Folarin Erogbogbo, un professeur adjoint de recherche à l'Université de Buffalo qui a depuis accepté un nouveau poste de professeur adjoint de génie biomédical à l'Université d'État de San Jose. "Les nanocristaux de silicium peuvent être la solution à cela car ils ne contiennent pas de matériaux comme le cadmium que l'on trouve dans d'autres points quantiques, et sont généralement considérés comme non toxiques.

L'étude était une collaboration entre UB, Hôpital général chinois de l'APL en Chine, Université d'État de San José, Nanyang Technological University à Singapour et Korea University en Corée du Sud. Cela fait partie d'un corpus de recherche plus vaste que de nombreux membres de l'équipe ont mené pour étudier l'effet de diverses nanoparticules dans des modèles animaux.

Les chercheurs ont testé les points quantiques de silicium chez des macaques rhésus et des souris, injecter à chaque animal 200 milligrammes de particules par kilogramme de poids de l'animal.

Des tests sanguins effectués pendant trois mois n'ont montré aucun signe de toxicité chez les souris ou les singes, et tous les animaux semblaient en bonne santé au cours de l'étude. Les sujets ont mangé, buvait, soigné, exploré et uriné normalement.

Les cristaux de silicium ont fait, cependant, se rassembler et rester dans le foie et la rate des souris, entraînant des effets secondaires, notamment une inflammation et une mort inégale des cellules hépatiques.

De façon intéressante, la même chose ne s'est pas produite avec les macaques rhésus :les organes des singes semblaient normaux, sans les dommages observés chez les souris.

Cet écart soulève la question de l'utilité des études de toxicité sur la souris pour déterminer l'effet potentiel d'un nanocristal sur l'homme, a déclaré le co-auteur Paras Prasad, Professeur émérite de chimie SUNY, la physique, génie électrique et médecine à l'UB, et directeur exécutif de l'Institut des lasers de l'UB, Photonique et Biophotonique.

Les points quantiques et autres nanoparticules, en raison de leur petite taille, peuvent accéder à des parties du corps où les particules plus grosses ne peuvent tout simplement pas aller. En raison de cela et d'autres facteurs, les différences d'échelle anatomique entre les souris et les primates peuvent avoir plus d'importance en nanomédecine que dans d'autres domaines pharmaceutiques, dit Prasad.

"Même à fortes doses, nous n'avons observé aucun effet secondaire indésirable chez les singes malgré les problèmes chez les souris, " a déclaré Prasad. " C'est le premier test de ces points quantiques de silicium chez les primates, et les résultats de la recherche marquent un pas en avant vers des applications cliniques potentielles."

Le fait que le silicium ne se biodégrade pas chez les souris était très surprenant, a déclaré le co-auteur Mark Swihart, professeur d'ingénieur chimiste et biologique à l'UB et codirecteur du Centre d'excellence de l'État de New York en informatique des matériaux de l'UB.

"Généralement, les gens supposent que les points quantiques en silicium vont se biodégrader, " a déclaré Swihart. " Nous n'avons pas vu cela se produire, et nous pensons que cela pourrait être dû au fait que nous avons recouvert la surface d'organique, Des molécules approuvées par la FDA pour empêcher les points quantiques de se dégrader trop rapidement.

"Nous avons peut-être fait un trop bon travail pour les protéger, " Swihart a poursuivi. " Si vous avez vraiment gardé votre voiture magnifiquement cirée tout le temps, il ne rouillerait jamais. C'est ce que nous avons fait avec ces points quantiques."