L'oxyde de graphène est un dérivé du graphène, une seule couche d'atomes de carbone disposés dans un réseau hexagonal. Il a suscité un intérêt considérable dans le domaine biomédical en raison de ses propriétés uniques, notamment une surface spécifique élevée, une excellente biocompatibilité et de fortes capacités antioxydantes. Cependant, la production à grande échelle d’oxyde de graphène est souvent associée à des produits chimiques toxiques et à des conditions difficiles, limitant sa traduction clinique.
Dans cette étude, les chercheurs de Rice ont étudié les propriétés antioxydantes de composés naturels appelés flavonoïdes. Les flavonoïdes se trouvent dans une grande variété de plantes et d’herbes et il a été démontré qu’ils possèdent divers avantages pour la santé, notamment des activités antioxydantes, anti-inflammatoires et anticancéreuses.
L'équipe, dirigée par Pulickel Ajayan, professeur d'ingénierie Benjamin M. et Mary Greenwood Anderson et professeur de science des matériaux et de nano-ingénierie, a testé les capacités antioxydantes de plusieurs flavonoïdes, notamment la quercétine, la rutine et la naringénine. Ils ont découvert que ces composés présentaient des propriétés antioxydantes similaires à celles de l’oxyde de graphène dans les espèces réactives de l’oxygène (ROS), qui sont des molécules nocives qui peuvent endommager les cellules et contribuer aux maladies chroniques.
"Nous avons été surpris de constater que ces composés naturels pouvaient imiter l'activité antioxydante de l'oxyde de graphène, connu pour être l'un des antioxydants les plus efficaces", a déclaré Ajayan. "Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités pour le développement de thérapies antioxydantes naturelles."
Les chercheurs ont en outre démontré que les flavonoïdes, comme l’oxyde de graphène, pourraient protéger les cellules des dommages induits par le stress oxydatif. Ils ont exposé des cellules pulmonaires humaines au peroxyde d’hydrogène, un agent oxydant puissant pouvant provoquer la mort cellulaire. Le prétraitement aux flavonoïdes a réduit de manière significative la mort cellulaire, ce qui suggère que ces composés pourraient offrir des effets protecteurs contre les dommages oxydatifs.
L'étude fournit une preuve de concept pour l'utilisation des flavonoïdes comme agents thérapeutiques potentiels pour les maladies liées au stress oxydatif. Les flavonoïdes présentent plusieurs avantages par rapport à l'oxyde de graphène, notamment leur présence naturelle, leur biocompatibilité et leur absence de toxicité. Ils pourraient potentiellement être utilisés comme compléments alimentaires ou incorporés dans des formulations topiques pour les soins de la peau et la cicatrisation des plaies.
"Nos résultats mettent en évidence le potentiel des produits naturels à imiter les propriétés des matériaux synthétiques pour les applications biomédicales", a déclaré Ajayan. "Cette approche pourrait conduire au développement de thérapies plus sûres et plus durables pour un large éventail de maladies."
