(Phys.org) — Les nanoparticules dans les aliments, crème solaire et autres produits de tous les jours ont de nombreux avantages. Mais les scientifiques biomédicaux de Cornell découvrent qu'à certaines doses, les particules pourraient causer des dommages aux organes humains.

Une étude récemment publiée dans Laboratoire sur puce par la Royal Society of Chemistry et dirigée par Mandy Esch, associée de recherche principale, montre que les nanoparticules endommagent les cellules du foie lorsqu'elles se trouvent dans des dispositifs microfluidiques conçus pour imiter les organes du corps humain. La blessure était pire lorsqu'elle était testée dans des systèmes à deux organes, par opposition à des organes isolés, ce qui pourrait soulever des inquiétudes pour les humains et les animaux.

Esch travaille dans le laboratoire de Michael Shuler, le professeur Samuel B. Eckert de génie chimique. Elle a participé à une étude largement lue en 2012 sur la toxicité des nanoparticules chez les poulets.

« Nous examinons les effets de ce qui est considéré comme des nanoparticules inoffensives chez l'homme, " a déclaré Esch. "Ces particules ne sont pas nécessairement mortelles, mais… y a-t-il d'autres conséquences ? Nous examinons les conséquences non mortelles. »

Elle a utilisé des nanoparticules de polystyrène carboxylé de 50 nanomètres, trouvés dans certaines sources de nourriture animale et considérés comme des particules inertes modèles. Le laboratoire de Shuler est spécialisé dans la microfluidique "body-on-a-chip", qui sont des puces conçues avec des compartiments sculptés qui contiennent des cultures cellulaires pour représenter la chimie des organes individuels.

Dans l'expérience d'Esch, elle a fait un compartiment intestinal humain, un compartiment du foie et un compartiment pour représenter les tissus environnants dans le corps. Elle a ensuite observé les effets des nanoparticules marquées par fluorescence alors qu'elles traversaient le système.

Esch a découvert que les nanoparticules simples ainsi que les petits amas traversaient la barrière gastro-intestinale et atteignaient les cellules hépatiques, et les cellules du foie ont libéré une enzyme appelée aspartate transaminase, connu pour être libéré lors de la mort ou des dommages cellulaires.

On ne sait pas exactement quels dommages se produisent ni pourquoi, mais les résultats indiquent que les nanoparticules doivent subir des modifications lorsqu'elles traversent la barrière gastro-intestinale, et que ces altérations peuvent modifier leur potentiel toxique, dit Esch. Les conséquences à long terme pour les organes à proximité pourraient être préoccupantes, elle a dit.

« La motivation derrière cette étude était double :pour montrer que multi-organes, les systèmes in vitro nous donnent plus d'informations lors des tests d'interaction d'une substance avec le corps humain, et deux … regarder les nanoparticules car elles ont un énorme potentiel pour la médecine, mais les effets indésirables n'ont pas encore été étudiés en détail, " a déclaré Esch.

Le papier, "La simulation du corps sur puce avec le tractus gastro-intestinal et les tissus hépatiques suggère que les nanoparticules ingérées ont le potentiel de causer des lésions hépatiques, " est co-écrit par Shuler; ancienne associée postdoctorale Gretchen Mahler, maintenant professeur assistant à SUNY Binghamton; et Tracy Stokol, professeur agrégé au Collège de médecine vétérinaire.