Des scientifiques de l'Université du Michigan ont trouvé des preuves que certains nanomatériaux de carbone peuvent pénétrer dans les membranes des cellules immunitaires, apparemment non détecté par les mécanismes intégrés de la cellule pour engloutir et éliminer les matières étrangères, puis s'échapper par un chemin non identifié.

Les chercheurs de l'École de santé publique et du Collège d'ingénierie affirment que leurs découvertes d'une entrée plus passive des matériaux dans les cellules sont la première recherche à montrer que le processus normal d'endocytose-phagocytose n'est pas toujours activé lorsque les cellules sont confrontées à de minuscules Molécules de carbone 60 (C60).

Leurs recherches sont rapportées dans le numéro actuel de Nanoéchelle .

Les nanomatériaux sont de petites accumulations d'atomes, mesurant généralement de 1 à 100 nanomètres. Comme référence, un cheveu humain vaut environ 75, 000 nanomètres de large. Cette étude a examiné des nanomatériaux connus sous le nom de fullerènes de carbone, dans ce cas C60, qui a une forme sphérique distincte.

Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont trouvé ces matériaux à base de carbone utiles dans un certain nombre de produits commerciaux, y compris les médicaments, Équipement médical, produits de beauté, lubrifiants, agents antimicrobiens et plus. Les fullerènes sont également produits dans la nature lors d'événements tels que les éruptions volcaniques et les incendies de forêt.

Le souci est que, quelle que soit l'exposition, commercialement ou naturellement, on sait peu de choses sur l'impact de l'inhalation de ces matériaux sur la santé.

"Il est tout à fait possible que même d'infimes quantités de certains nanomatériaux puissent altérer la signalisation cellulaire, " a déclaré Martin Philbert, doyen et professeur de toxicologie à la U-M School of Public Health.

Philbert a déclaré qu'une grande partie des recherches publiées précédemment bombardaient les cellules avec de grandes quantités d'amas de particules, contrairement à une exposition environnementale normale.

Les chercheurs de l'U-M ont examiné divers mécanismes d'entrée dans les cellules grâce à une combinaison de méthodes biologiques classiques, techniques de calcul biophysiques et plus récentes, en utilisant des modèles développés par une équipe dirigée par Angela Violi pour déterminer comment les molécules C60 se retrouvent dans les cellules immunitaires vivantes de souris.

Ils ont découvert que les particules C60 en faibles concentrations pénétraient individuellement dans la membrane, sans perturber suffisamment la structure de la cellule pour déclencher sa réponse normale.

"Modélisation informatique du C60 interagissant avec les bicouches lipidiques, représentatif de la membrane cellulaire, montrent que les particules diffusent facilement dans les membranes biologiques et trouvent un équilibre thermodynamiquement stable dans une position excentrique au sein de la bicouche, " dit Violi, U-M professeur de génie mécanique, ingénieur chimiste, génie biomédical, et la science et l'ingénierie macromoléculaires.

"L'apport surprenant des modes passifs d'entrée cellulaire ouvre de nouvelles voies pour la recherche toxicologique, car nous ne savons toujours pas exactement quels sont les mécanismes qui provoquent ce croisement."