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
Par ailleurs, le contrôle de la densité de groupements de surface et de leur nature peut
permettre d’éviter l’internalisation non sélective de particules et peut modifier la voie
d’internalisation (Moros 2012, Adler 2010, Lynch 2007). Ainsi le greffage en surface de
particules de polystyrène de groupements acide carboxylique ou amine permet-il d’augmenter
légèrement ou significativement leur internalisation (Mailänder 2009). De même, le greffage
de groupements acide folique permet de cibler les cellules cancéreuses (Rosenholm 2009). En
outre, le greffage de groupements spécifiques, comme le peptide Tat, permet une
internalisation directe des particules qui se retrouvent ensuite dans le cytoplasme et évitent la
dégradation lysosomale (Mao 2010).
Enfin, la présence de groupements amines en surface des particules semble favoriser leur
internalisation, suggérant des interactions spécifiques des groupements amines avec la
machinerie cellulaire d’internalisation par voie clathrine, du moins dans certaines lignées
cellulaires (Jiang 2010).
En conclusion, la charge de surface des particules est un paramètre clé pour leur
internalisation puisqu’elle gouverne les interactions avec les protéines et/ou la membrane
cellulaire.
- Internalisation de particules de silice
De nombreuses études existent sur l’internalisation de nanoparticules de silice, considérées
comme des candidats prometteurs pour des applications en imagerie médicale et libération
intracellulaire ciblée de principes actifs. Le mécanisme d’endocytose, bien que pouvant
différer d’une lignée cellulaire à l’autre semble toujours être un processus actif, et
l’internalisation des particules de silice se fait majoritairement par voie clathrine ou caveolae.
Quelques études à l’échelle cellulaire montrent que l’internalisation des particules de silice se
fait en quelques heures (Hu 2011, Shapero 2011, Stayton 2009, Sun 2008). Cependant, la
taille des particules ainsi que leur concentration peuvent modifier la quantité de particules
internalisées ainsi que l’efficacité du processus. Ainsi l’étude de l’internalisation de particules
de silice , de 60 à 600 nm de diamètre, négatives dans le milieu de culture, dans des cellules
hépatiques HepG2 a-t-elle montré que : (i) à concentration constante en silice, la quantité de
particules internalisées augmente presque linéairement sur 24 heures pour les particules de
plus de 60 nm de diamètre, et augmente avec la taille des particules, tandis que pour les
particules de 60 nm de diamètre, il y a une internalisation très rapide puis après 3 heures, le
nombre de particules dans les cellules diminue ; (ii) plus la concentration en silice augmente,
plus l’internalisation est rapide (Hu 2011).
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