Des chercheurs de l'EPFL ont développé une méthode pour déterminer avec précision la toxicité des nanomatériaux. En utilisant des techniques optiques, ils sont capables de mesurer la concentration des substances oxydantes produites par une cellule endommagée. Par ailleurs, cette recherche offre également une nouvelle façon d'en savoir plus sur les mécanismes du stress oxydatif.

Nanopoudres, nanocristaux, nanofibres, nanocomposites... Aujourd'hui, on trouve des nanomatériaux partout; dans les produits que nous consommons et dans nos environnements quotidiens. Afin de déterminer avec précision leur toxicité, Des chercheurs de l'EPFL ont développé un outil analytique permettant de mesurer le stress oxydatif que certains d'entre eux provoquent sur les cellules. Ils ont utilisé des techniques optiques, comme mesurer la lumière absorbée par certaines protéines. Cette recherche est publiée aujourd'hui dans Nature's Rapports scientifiques.

Lorsqu'une cellule est exposée à un produit toxique ou à un agent pathogène, cela provoque la rupture de l'équilibre interne entre les oxydants et les antioxydants dans la cellule. Puis le premier, généralement des dérivés oxygénés, sont produites en quantité excessive et commencent à attaquer les protéines de la cellule, sucres et sa membrane. Cela entraîne un vieillissement cellulaire plus rapide, provoque certaines maladies de la cellule, et peut même entraîner sa mort.

Ainsi, la surproduction de tels oxydants est un signe que la cellule est stressée, et c'est exactement ce que les chercheurs voulaient mesurer. À la fois, ils ont remarqué que le cytochrome c, une protéine présente dans la membrane cellulaire, était un biocapteur particulièrement intéressant. Ils ont découvert que lorsqu'il était exposé à certaines longueurs d'onde de la lumière, cette protéine absorberait moins de lumière en présence d'un de ces agents oxydants :le peroxyde d'hydrogène. Par conséquent, ils ont développé une méthode complexe pour mesurer les variations de la lumière absorbée par le cytochrome c. Finalement, ils ont testé et vérifié leur méthode sur de petites algues unicellulaires.

Plus ou moins nocif selon l'environnement

A ce jour, il n'existait pas de méthode vraiment fiable pour mesurer le stress oxydatif en continu et sans endommager les cellules. Ce nouveau test a ouvert des possibilités intéressantes pour identifier non seulement l'effet des nanomatériaux, mais aussi, dans une perspective plus large, la façon dont les cellules réagissent à une perturbation externe. En outre, au cours de leurs expérimentations, les chercheurs ont pu observer que la toxicité de certains produits pouvait être conditionnée et modulée par son environnement environnant. Par exemple; un nanomatériau peut être moins dangereux au microscope de laboratoire que dans les eaux d'une rivière.

"Le test que nous proposons est très sensible et capable d'indiquer la concentration de dérivés oxygénés de manière approfondie et détaillée, dit Olivier Martin, directeur du Laboratoire de nanophotonique et métrologie (NAM). Puisqu'il est basé sur l'évaluation d'une substance libérée à l'extérieur des cellules, il est également non invasif. Par conséquent, il ne détruit pas l'organisme vivant et peut être appliqué sur une durée de plusieurs heures permettant d'observer l'évolution de la situation dans le temps.