Nanoparticules, particules extrêmement minuscules mesurées en milliardièmes de mètre, sont de plus en plus partout, et en particulier dans les produits biomédicaux. Leur toxicité a été étudiée en termes généraux, mais maintenant, une équipe de scientifiques israéliens a découvert pour la première fois que l'exposition à des nanoparticules (NP) de dioxyde de silicium (SiO2) peut jouer un rôle majeur dans le développement de maladies cardiovasculaires lorsque les NP traversent les barrières tissulaires et cellulaires et trouvent également leur chemin dans le système circulatoire. Leur étude est publiée dans le numéro de décembre 2014 de Environmental Toxicology.
L'équipe de recherche était composée de scientifiques de la Faculté de médecine Technion Rappaport, Centre médical Rambam, et le Centre d'excellence en science de l'exposition et en santé environnementale (TCEEH).
"L'exposition environnementale aux nanoparticules devient inévitable en raison de l'expansion rapide de la nanotechnologie, " dit l'auteur principal de l'étude, le professeur Michael Aviram, de la faculté de médecine du Technion, "Cette exposition peut être particulièrement chronique pour les personnes employées dans les laboratoires de recherche et dans l'industrie de haute technologie où les travailleurs manipulent, fabrication, utiliser et éliminer les nanoparticules. Produits utilisant des nanoparticules à base de silice à des fins biomédicales, tels que diverses puces, livraison et suivi de médicaments ou de gènes, imagerie, thérapie par ultrasons, et diagnostique, peut également présenter un risque cardiovasculaire accru pour les consommateurs. »
Dans cette étude, les chercheurs ont exposé des cellules de souris de laboratoire en culture ressemblant aux cellules de la paroi artérielle à des NP de dioxyde de silicium et en ont étudié les effets. Les NP de SiO2 sont toxiques et ont des effets néfastes importants sur les macrophages. un type de globule blanc qui absorbe les lipides, conduisant au développement de lésions athéroscléreuses et à ses événements cardiovasculaires conséquents, comme une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral. Accumulation de macrophages dans la paroi artérielle dans des conditions athérogènes telles que l'hypercholestérolémie, triglycérides, stress oxydatif – sont convertis en lipides, ou des "cellules de mousse" chargées qui, à son tour, accélérer le développement de l'athérosclérose.
"L'accumulation de cellules spumeuses macrophages dans la paroi artérielle est un type cellulaire clé dans le développement de l'athérosclérose, qui est une maladie inflammatoire", explique le co-auteur, le Dr Lauren Petrick. "Les objectifs de notre étude étaient d'obtenir des informations supplémentaires sur le risque cardiovasculaire associé à l'exposition aux nanoparticules de dioxyde de silicium et de découvrir les mécanismes derrière les effets athérogènes induits par Si02 sur les macrophages. Nous voulions également utiliser les nanoparticules comme modèle d'exposition aux particules ultrafines (UFP) en tant que facteurs de risque de maladies cardiovasculaires."
Les NP et les PUF peuvent être inhalés et induire des effets biologiques négatifs. Cependant, jusqu'à cette étude, leur effet sur le développement de l'athérosclérose est largement inconnu. Ici, des chercheurs ont découvert pour la première fois que la toxicité des nanoparticules de dioxyde de silicium a un « effet significatif et substantiel sur l'accumulation de triglycérides dans les macrophages, " à toutes les concentrations d'exposition analysées, et qu'ils "augmentent également le stress oxydatif et la toxicité".
Une récente mise à jour de l'American Heart Association a également suggéré que les « particules fines » dans la pollution de l'air entraînent un risque élevé de maladies cardiovasculaires. Cependant, des recherches supplémentaires étaient nécessaires pour examiner le rôle des « particules ultrafines » (qui sont beaucoup plus petites que les « particules fines ») sur le développement de l'athérosclérose et le risque cardiovasculaire.
« Le nombre de produits de consommation à base de nano a été multiplié par mille ces dernières années, avec un marché mondial estimé à 3 000 milliards de dollars d'ici 2020, " concluent les chercheurs. " Cette réalité conduit à une augmentation de l'exposition humaine et de l'interaction des nanoparticules à base de silice avec les systèmes biologiques. Parce que nos recherches démontrent un risque évident pour la santé cardiovasculaire associé à cette tendance, des mesures doivent être prises pour garantir que les risques potentiels pour la santé et l'environnement sont traités en même temps que la nanotechnologie est développée.
