Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...

tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013
Chapitre 3 : Interactions des nanoparticules avec les cellules
(environ 2 mM à 37°C), donc cette dernière n’est pas le seul moteur de la dissolution.
Cependant ces considérations ne sont valables que dans un système fermé. Or les endosomes
peuvent être considérés comme des systèmes ouverts d’où les espèces solubles pourraient
s’échapper tandis que les particules seraient piégées. En adoptant ce point de vue, on
comprend que la thermodynamique prévoit que le système essaye d’atteindre son équilibre,
i.e. atteindre la limite de solubilité. Comme les espèces solubles sont continuellement retirées,
le système n’atteint jamais son état d’équilibre et la dissolution continue.
En conclusion, on a vu que selon la nature des particules, l’exocytose ou la dissolution
intracellulaire sera favorisée mais, bien que dans des proportions différentes, les deux
phénomènes sont observés.
3.3.5 BILAN
Après une semaine de culture sans nanoparticules, les observations en microscopie montrent
qu’il y a toujours des particules présentes dans les cellules, réparties dans des vésicules mais
jamais observées au niveau du noyau. Malgré cela, les cellules exposées aux particules
positives ont toutes une activité métabolique comparable à celle des cellules témoins, et ce
même pour les cellules exposées aux particules toxiques Si+10. Les cellules exposées aux
nanoparticules négatives Si-10, quant à elles, ont subi trop de dommages lors de l’exposition à
une suspension à 0,6 mg/mL pour survivre. Par contre, lorsque la concentration en particules
de 10 nm de diamètre est divisée par 10 pour se ramener à un nombre de particules
comparables à Si+200, les cellules présentent une activité métabolique comparable au témoin
après une semaine de culture sans particules.
Par ailleurs, au cours de cette semaine de culture, une partie des particules initialement dans
les cellules est excrétée. Cette exocytose des particules dépend de leur taille et de leur charge.
En effet, comme observé par Hu et al. (Hu 2011) plus les particules sont petites plus elles
peuvent ressortir facilement. Cependant, ils ont aussi montré que plus le temps d’incubation
est long plus la quantité de particules excrétée est restreinte. Dans notre étude, on observe que
pour une charge de surface légèrement négative, plus les particules sont petites plus le rapport
particules/formes solubles excrétées augmente. Par ailleurs, les particules négatives Si-10
ressortent presque intégralement sous forme de particules.
De plus, on observe un phénomène de dissolution intracellulaire avant la libération des
particules internalisées dans le milieu environnant pour les particules Si+200 et Si+60. Dans
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