Des milliers de produits de consommation contenant des nanoparticules d'ingénierie, des particules microscopiques présentes dans les articles de tous les jours, des cosmétiques aux vêtements en passant par les matériaux de construction, entrent sur le marché chaque année. Les inquiétudes concernant d'éventuels problèmes de santé et de sécurité environnementales avec ces produits nanométriques continuent de croître, avec des scientifiques qui ont du mal à trouver rapidement, pas cher, et des systèmes de criblage cellulaire faciles à utiliser pour identifier les dangers possibles de vastes bibliothèques de nanomatériaux manufacturés. Cependant, déterminer dans quelle mesure l'exposition aux nanoparticules artificielles pourrait être dangereuse pour l'homme nécessite une connaissance précise de la quantité (ou de la dose) de nanomatériaux interagissant avec les cellules et les tissus tels que les poumons et la peau.

Ceci est facile à déterminer avec des produits chimiques, mais le défi posé par les nanoparticules en suspension dans les milieux physiologiques n'est pas anodin. Les nanoparticules modifiées dans les milieux biologiques interagissent avec les protéines sériques et forment des agglomérats plus gros, qui modifient à la fois leur densité dite effective et leur surface active, et finalement définir leur livraison à la dose cellulaire et aux bio-interactions. Ce comportement a des implications énormes non seulement dans la mesure de la quantité exacte de nanomatériaux interagissant avec les cellules et les tissus, mais aussi dans la définition des classements des dangers de divers nanomatériaux manufacturés (ENM). Par conséquent, des milliers de tests de dépistage cellulaire publiés sont difficiles à interpréter et à utiliser à des fins d'évaluation des risques.

Des scientifiques du Center for Nanotechnology and Nanotoxicology de la Harvard School of Public Health (HSPH) ont découvert un Facile, méthode peu coûteuse pour mesurer la densité effective de nanoparticules manufacturées dans les fluides physiologiques, permettant de déterminer avec précision la quantité de nanomatériaux qui entrent en contact avec les cellules et les tissus en culture.

La méthode, appelée méthode de centrifugation volumétrique (VCM), a été publié aujourd'hui dans Communication Nature .

La découverte aura un impact majeur sur l'évaluation des risques des nanoparticules manufacturées, permettant aux évaluateurs de risques de classer avec précision les dangers des nanomatériaux à l'aide de systèmes cellulaires. Par ailleurs, en mesurant la composition des agglomérats de nanomatériaux dans les fluides physiologiques, il permettra aux scientifiques de concevoir des systèmes d'administration de médicaments nano-basés plus efficaces pour des applications de nanomédecine.

« Le plus grand défi que nous avons dans l'évaluation des effets possibles sur la santé associés aux nano-expositions est de décider quand quelque chose est dangereux et quand il ne l'est pas, en fonction du niveau de dose. A de faibles niveaux, les risques sont probablement minuscules, " a déclaré l'auteur principal Philip Demokritou, professeur agrégé de physique des aérosols au Département de santé environnementale de l'HSPH. « La question est :à quel niveau de dose l'exposition à la nano devient problématique ? La même question s'applique aux médicaments à base de nano lorsque nous testons leur efficacité à l'aide de systèmes cellulaires. Quelle quantité de nanomédicament administré entrera en contact avec les cellules et les tissus ? déterminer la dose efficace nécessaire pour une réponse cellulaire donnée."

Les agences de réglementation fédérales n'exigent pas des fabricants qu'ils testent les nanoparticules d'ingénierie, si la forme originale du matériau en vrac s'est déjà avérée sûre. Cependant, il existe des preuves que certains de ces matériaux pourraient être plus nocifs à l'échelle nanométrique, une échelle à laquelle les matériaux peuvent pénétrer plus facilement dans les cellules et contourner les barrières biologiques et présenter des propriétés physiques uniques, chimique, et les propriétés biologiques par rapport aux particules plus grosses.

"La méthode VCM aidera les nanobiologistes et les régulateurs à résoudre les données contradictoires de toxicité cellulaire in vitro qui ont été rapportées dans la littérature pour divers nanomatériaux. Ces disparités résultent probablement de l'absence ou de considérations dosimétriques inexactes dans les interactions nano-bio dans un système de criblage cellulaire, " a déclaré Joël Cohen, doctorant à l'HSPH et l'un des deux auteurs principaux de l'étude.

Ce projet de recherche a été soutenu par des subventions du National Institute for Occupational Safety and Health et de la National Science Foundation, et le Centre de nanotechnologie et de nanotoxicologie de l'HSPH.

Cette histoire est publiée avec l'aimable autorisation de la Harvard Gazette, Journal officiel de l'université Harvard. Pour des nouvelles universitaires supplémentaires, visitez Harvard.edu.