Image au microscope électronique à balayage des nanoparticules synthétiques de type mélanine, qui protégeait les cellules de la peau des dommages causés à l'ADN. Crédit :Yuran Huang et Ying Jones, UC San Diego
Chimistes, les scientifiques des matériaux et les nano-ingénieurs de l'UC San Diego ont créé ce qui pourrait être l'écran solaire naturel ultime.
Dans un article publié dans la revue American Chemical Society ACS Science centrale , ils rapportent le développement de nanoparticules qui imitent le comportement des mélanosomes naturels, des structures cellulaires productrices de mélanine qui protègent notre peau, yeux et autres tissus des effets nocifs des rayons ultraviolets.
"Essentiellement, nous avons réussi à fabriquer une version synthétique des nanoparticules que notre peau utilise pour produire et stocker de la mélanine et démontré lors d'expériences sur des cellules de la peau qu'elles imitent le comportement des mélanosomes naturels, " a déclaré Nathan Gianneschi, professeur de chimie et biochimie, science et ingénierie des matériaux et nano-ingénierie à l'UC San Diego, qui a dirigé l'équipe de chercheurs. La réalisation a des applications pratiques.
"Les défauts de production de mélanine chez l'homme peuvent provoquer des maladies telles que le vitiligo et l'albinisme qui manquent de traitements efficaces, " a ajouté Gianneschi.
Le vitiligo se développe lorsque le système immunitaire tente à tort d'éliminer les mélanocytes normaux de la peau, arrêter efficacement la production de mélanocytes. L'albinisme est dû à des défauts génétiques qui conduisent soit à l'absence soit à un défaut chimique de la tyrosinase, une enzyme contenant du cuivre impliquée dans la production de mélanine. Ces deux maladies manquent de traitements efficaces et entraînent un risque important de cancer de la peau pour les patients.
Les scientifiques ont découvert que les nanoparticules synthétiques étaient absorbées dans la culture tissulaire par les kératinocytes, le type cellulaire prédominant de l'épiderme, la couche externe de la peau. Crédit :Yuran Huang et Ying Jones/UC San Diego
« La prévalence généralisée de ces maladies liées à la mélanine et un intérêt croissant pour les performances de divers matériaux polymères liés à la mélanine nous ont incités à rechercher de nouvelles voies de synthèse pour préparer des matériaux de type mélanine, ", a déclaré Gianneschi. Les particules de mélanine sont produites naturellement dans de nombreuses tailles et formes différentes par les animaux - pour les plumes irisées des oiseaux ou les yeux et la peau pigmentés de certains reptiles. Mais les scientifiques ont découvert que l'extraction de mélanines à partir de sources naturelles est une tâche difficile et potentiellement plus complexe. processus que de les produire synthétiquement.
Gianneschi et son équipe ont découvert il y a deux ans que des nanoparticules synthétiques de type mélanine pouvaient être développées de manière contrôlable avec précision pour imiter les performances des mélanines naturelles utilisées dans les plumes d'oiseaux.
"Nous avons émis l'hypothèse que les nanoparticules synthétiques de type mélanine imiteraient les mélanosomes naturels et seraient absorbées par les kératinocytes, le type cellulaire prédominant retrouvé dans l'épiderme, la couche externe de la peau, " a déclaré Gianneschi.
Chez l'homme sain, la mélanine est délivrée aux kératinocytes de la peau après avoir été excrétée sous forme de mélanosomes par les mélanocytes. analogues synthétiques de mélanosomes naturels. Puis ils ont étudié leur mise à jour, transport, distribution et capacités de protection contre les rayonnements ultraviolets dans les kératinocytes humains en culture tissulaire.
Les chercheurs ont découvert que ces nanoparticules synthétiques n'étaient pas seulement absorbées et distribuées normalement, comme les mélanosomes naturels, au sein des kératinocytes, ils protégeaient les cellules de la peau des dommages causés à l'ADN par les rayons ultraviolets.
« Considérant les limites du traitement des maladies liées à la mélanine défectueuse et la biocompatibilité de ces nanoparticules synthétiques de type mélanine en termes d'absorption et de dégradation, ces systèmes ont un potentiel en tant que mélanosomes artificiels pour le développement de nouvelles thérapies, compléter éventuellement les fonctions biologiques des mélanines naturelles, ", ont déclaré les chercheurs dans leur article.
