L'effet des particules de plastique sur les membranes cellulaires
Chaque année, des millions de tonnes de déchets plastiques polluent l'environnement naturel, et se décomposent en particules à l'échelle microscopique et nanoscopique avant d'entrer dans la chaîne alimentaire. Il est bien connu que ces particules de plastique peuvent transporter des substances toxiques mais leur impact sur les organismes vivants n'est pas encore bien compris. Lorsque des nanoparticules de plastique entrent dans des organismes vivants, la membrane cellulaire est la première barrière à laquelle elles sont confrontées. Le projet NANOPLAST (A computational study of the interaction between nanoplastic and model biological membranes), financé par l'UE, a étudié les mécanismes physiques possibles derrière les dommages causés à la membrane cellulaire par l'interaction avec des fragments de plastique. Les chercheurs ont développé de nouveaux outils de calcul pour simuler les interactions entre des particules de polymère communs à l'échelle nanométrique et des membranes lipides. Ils ont inclus de nouveaux modèles moléculaires à grains grossiers pour les deux polymères hydrophobes communs, le polypropylène (PP) et le polyéthylène (PE). Les modèles ont été utilisés pour étudier les interactions des nanoparticules de polymère avec une membrane homogène comportant un seul type de molécule lipide et une membrane latéralement hétérogène composée d'un mélange de différents lipides. Cette dernière représentait le modèle le plus réaliste de membranes plasma, dont la composition en lipides est extrêmement riche. Le projet NANOPLAST a également complètement caractérisé le comportement de trois polymères hydrophobes dans des bicouches de lipides modèles: polyéthylène (PE), polypropylène (PP) et polystyrène (PS). Le comportement des différents polymères n'était pas le même lors de l'interaction avec des membranes homogènes. Par exemple, le PP et le PS se dissolvait dans le cœur de la bicouche, tandis que le PE formait des agrégats liquides. Le comportement des trois polymères était également différent dans les membranes hétérogènes. Les changements de structure de la membrane et d'organisation latérale de lipide peuvent représenter une menace pour la fonction des protéines et d'autres constituants de la membrane, modifiant ainsi le fonctionnement global de la cellule. Ainsi, la caractérisation de l'interaction des particules de plastique avec des membranes cellulaires permettra aux chercheurs de mieux comprendre la base chimique de leur toxicité dans tous les organismes vivants. Les plastiques sont maintenant omniprésents dans l'environnement de la Terre. Les résultats du projet NANOPLAST constituent un avertissement quant à leur impact sur l'ensemble de la planète, soulignant le besoin de comprendre et réduire de manière efficace les déchets plastiques.
Mots‑clés
Membrane cellulaire, nanoparticules, NANOPLAST, polymère hydrophobe, lipide
