La nanotechnologie pourrait bien être l'une des industries dont on a le plus parlé ces dernières années. D'une valeur estimée à 173,95 milliards de dollars dans le monde d'ici 2025, ce secteur en évolution rapide offre déjà une durabilité majeure, la santé et le bien-être profitent à la société.

Nanomatériaux, comme le nom le suggère, sont très petits, moins d'un millionième de mètre. Ils ont des caractéristiques physiques et chimiques uniques qui leur confèrent des propriétés améliorées telles qu'une plus grande réactivité, force, caractéristiques électriques et fonctionnalités. Ces avantages ont entraîné l'incorporation de nanomatériaux dans une large gamme de produits de consommation. L'automobile, l'informatique, électronique, produits de beauté, les industries du sport et de la santé bénéficient toutes des innovations nanotechnologiques. De nouveaux domaines ont également émergé, comme la nanomédecine, qui vise à améliorer considérablement notre capacité future à traiter la maladie.

Mais aussi excitant que cela puisse paraître, comme pour toute innovation, nous devons veiller à ce que les impacts sur la santé humaine et l'environnement soient pris en compte. Et ce n'est pas une tâche simple. Bien que des évaluations standard des dangers soient disponibles pour un large éventail de choses - comme les composés chimiques - les nanomatériaux ont des propriétés uniques et ne peuvent donc pas être évalués exactement de la même manière.

Santé environnementale et humains

Les nanomatériaux pénètrent déjà dans notre environnement, bien qu'à des niveaux faibles. On les trouve dans les eaux usées de produits comme le dentifrice, crème solaire, et lorsque des articles tels que des chaussettes en nano-argent (qui empêchent les pieds malodorants) sont lavés. Des études de sécurité environnementale à court terme ont également montré que de nombreux nanomatériaux s'adsorbent (formant un film mince) à la surface de l'épiderme des organismes, tels que les algues et les puces d'eau. Les matériaux sont également distribués dans les deux systèmes intestinaux et dans le corps des petites créatures.

Il est d'une importance vitale que nous maîtrisions les impacts négatifs potentiels des nanomatériaux avant qu'une dispersion environnementale généralisée ne se produise. Maintenant, les effets à long terme de l'exposition aux nanomatériaux sur les écosystèmes sont mal compris. Nous ne connaissons pas non plus l'impact de l'exposition aux nanomatériaux sur la chaîne alimentaire. Ils pourraient affecter les taux d'alimentation ainsi que le comportement et la survie de différentes espèces, par exemple.

Nous ne savons pas non plus assez comment les nanomatériaux peuvent affecter les humains lorsqu'ils sont exposés à de faibles doses et sur de longues périodes. Les voies d'exposition les plus importantes pour l'homme sont les poumons, intestin et peau. Les nanomatériaux sont incorporés dans les produits alimentaires et les emballages, et ils peuvent être inhalés ou avalés par les travailleurs pendant la fabrication, trop. Des tests ont montré qu'une fois que les nanomatériaux pénètrent dans le corps, ils sont piégés dans le foie, mais nous ne savons pas quel risque ils présentent à long terme.

Les tests d'innocuité standard actuels pour les poumons humains, sans utilisation d'animaux, l'exposition intestinale et cutanée est très simpliste. Par exemple, déterminer l'impact biologique de l'inhalation de nanomatériaux, les scientifiques cultivent un seul système de cellules pulmonaires en laboratoire et l'exposent à des nanomatériaux en suspension dans un liquide. Mais il existe plus de 40 types cellulaires différents dans le poumon humain. Ces types de tests ne peuvent pas prédire avec précision les dommages potentiels associés à l'exposition aux nanomatériaux. Ni imiter avec précision la complexité du corps humain ou la manière dont nous rencontrons les nanomatériaux.

La prochaine génération

Le monde a déjà connu les problèmes qui peuvent survenir avec de nouvelles innovations. Compte tenu des expériences mondiales avec l'amiante (qui, bien qu'ayant été utilisé pendant des milliers d'années, n'a été découvert comme source de maladies que dans les années 1900), le développement controversé des aliments génétiquement modifiés, et la très actuelle crise des microplastiques, il est impératif que les progrès de la nanotechnologie n'entraînent pas de crises sanitaires similaires.

Notre équipe de recherche travaille maintenant à l'amélioration des tests de nanotechnologie, dans le cadre du projet PATROLS financé par Horizon 2020. Rassembler les leaders internationaux de la nanosécurité, écotoxicologie, des experts en génie tissulaire et en modélisation informatique du monde entier, notre objectif est de s'appuyer sur les meilleures pratiques internationales et de remédier aux limites actuelles des tests.

Nous adoptons déjà une science de pointe pour développer des modèles tissulaires avancés du poumon, l'intestin et le foie pour l'évaluation de la sécurité des nanomatériaux. Nous travaillons sur de nouvelles méthodes d'évaluation de la sécurité pour les systèmes d'essai et les organismes pertinents pour l'environnement (y compris les algues, puces d'eau et poisson zèbre), qui ont été sélectionnés en fonction de leur position dans la chaîne alimentaire. Ces prochaines générations, les expérimentations non animales visent à réduire le recours aux expérimentations animales, trop, tout en favorisant le développement responsable de l'industrie des nanotechnologies.

En outre, nous travaillons à créer un moyen de prédire la sécurité des nanomatériaux humains et environnementaux sur la base de modèles informatiques. Cela permettra le criblage de nouveaux nanomatériaux à l'aide d'une base de données informatique comme premier contrôle de sécurité avant d'effectuer d'autres tests.

En améliorant les tests non animaux pour les nanotechnologies, nous pouvons aider à protéger les consommateurs, les travailleurs et l'environnement de tout risque pour la santé ou la sécurité qu'ils pourraient causer. La nanotechnologie a déjà montré qu'elle peut améliorer nos vies, et avec une meilleure compréhension de leur sécurité, nous pouvons profiter avec plus de confiance des avantages offerts par cette nouvelle technologie.