Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...

tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013
Chapitre 1 : Interactions des particules de silice avec le vivant
synthèse, la molécule à encapsuler est placée en phase organique avant d’initier l’hydrolyse-
condensation du précurseur de silice dans une voie par émulsion (Kim 2007).
Il est aussi possible d’utiliser les particules de silice pour attacher en surface les molécules
d’intérêt via différentes fonctionnalisations. Les molécules peuvent être simplement
adsorbées, avec le risque d’une libération anticipée, ou liées de façon covalente à la surface de
la silice (Wang 2006). La variété des groupements silanes disponibles permet d’avoir en
surface des particules la fonction la plus appropriée pour greffer la biomolécule d’intérêt : une
fonction acide carboxylique pour greffer des protéines ou des molécules possédant une
fonction amine, thiol pour réagir avec un oligonucléotide possédant un pont disulfure ou
encore amine qui permet le greffage via des isothiocyanates.
Par ailleurs, la formation de particules mésoporeuses permet d’encapsuler le principe actif
dans les pores des particules. Ces particules sont particulièrement étudiées (Vallet-Regi 2006,
Lu 2007), en partie à cause de leur modularité, de la facilité d’encapsulation des molécules, de
la quantité de molécules par particules (jusqu’à quelques centaines de milligrammes par
gramme de particules) et de la possibilité d’intégrer un système de "portes" contrôlant
l’ouverture des pores (Slowing 2008).
Enfin, les capsules ("sphères creuses") de silice ont aussi été étudiées pour la libération de
principes actifs (Chen 2004, Li 2004). Elles présentent une capacité plus importante que les
particules de silice pleines mais le contrôle de la libération dans ces systèmes est plus délicat.
- Ciblage et contrôle de la libération
Quel que soit le type de particule de silice choisi pour l’application comme vecteur de
principes actifs, la recherche actuelle vise à développer des particules capables de cibler
spécifiquement leur lieu d’action et de ne libérer la molécule active qu’une fois à destination.
Pour parvenir à ce résultat, la chimie de la silice est mise à contribution pour fonctionnaliser
la surface des particules. Les groupements placés en surface peuvent être des polymères
protecteurs (Fuller 2008, Maileander 2009) permettant d’éviter une élimination prématurée
des particules avant qu’elles n’atteignent leur cible, des "clapets" s’ouvrant sous l’action d’un
stimulus défini pour contrôler la libération (Cauda 2010, Kim 2010, Slowing 2008), des
fragments reconnaissables par la cellule pour cibler l’action des particules (Rosenholm 2009,
Lu 2010), des peptides permettant la pénétration des particules dans les cellules (Santra 2004,
Mao 2010), ou encore des ligands favorisant l’évasion des particules des endosomes en vue
d’une libération intracellulaire (Vivero-Escoto 2010).
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