Impact des nanoparticules métalliques sur la santé
Les scientifiques craignent que les nanoparticules métalliques ou d'oxydes de métal ne soient potentiellement dangereuses à cause des propriétés nanométriques qui leur confèrent une activité catalytique particulière. De plus, leur décomposition peut entrainer un accroissement de la concentration ionique intracellulaire et interférer avec le métabolisme cellulaire. L'évaluation toxicologique des nanomatériaux et particulièrement des nanoparticules d'oxydes métalliques se heurte à un problème bien spécifique, leur localisation et leur quantification dans les cellules et les organes. Pour résoudre cette question, le projet HINAMOX financé par l'UE a synthétisé des nanoparticules marquées spécifiquement qui pourront être utilisées dans des essais cellulaires in vitro pour suivre leur biodistribution. Les chercheurs ont marqué radioactivement des nanoparticules métalliques et des nanoparticules d'oxydes de métal afin de pouvoir les suivre par tomographie par émissions de positons (PET scan) ou par tomographie par émission monophotonique (SPECT scan). Des particules marqués par fluorescence ont-elles, été conçues et utilisées pour les études d'absorption in vitro. Le sort intracellulaire de ces particules dépend de leurs caractéristiques intrinsèques, de leur chimie de surface et de leur interaction avec les protéines ou d'autres molécules biologiquement pertinentes. Afin d'étudier la transformation des nanoparticules à l'intérieur des cellules, les partenaires du projet ont utilisé la microscopie confocale à diffusion Raman, la microscopie électronique à transmission (MET), la microscopie par sonde ionique focalisée (FIB) et la microscopie confocale à balayage laser (CLSM). La culture in vitro des nanoparticules avec les cellules a permis de montrer que l'internalisation des particules demandait au moins douze heures. Les chercheurs ont montré que l'absorption était freinée par la présence d'une couronne protéique à la surface des nanoparticules et grâce à la microscopie confocale de nanoparticules fluorescentes, que le profil d'internalisation était similaire à celui de l'absorption par le processus endosome/lysosome. Les chercheurs ont également analysé la cytotoxicité, l'impact immunologique et l'effet de stress oxydatif des nanoparticules métalliques sur les macrophages, les cellules épithéliales de type II (ATII) et les cellules épithéliales du poumon. Ces analyses sont particulièrement pertinentes d'un point de vue physiologique car l'inhalation par les poumons constitue la voie la plus probable d'exposition aux nanoparticules. Après injection intraveineuse des nanoparticules, l'analyse tomographique in vivo de leur distribution a montré une forte corrélation avec la taille et une accumulation dans les organes. Une accumulation négligeable indépendante de la taille a cependant été observée dans le cerveau. Les résultats de l'étude du projet HINAMOX, combinés avec des mesures sur le terrain évaluant l'émission de nanoparticules lors de leur production, attestent des risques pour la santé que pose la synthèse de ces nouveaux matériaux. Ces travaux devraient servir de base pour la formulation de nouvelles directives de santé et de sécurité et ainsi minimiser l'exposition à ces nanoparticules.
