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
cancérigène par l’agence internationale de recherche sur le cancer en 1997. Cependant, cette
toxicité importante observée pour la silice cristallisée n’est pas forcément retrouvée pour des
particules de silice amorphe. Le comportement de ces dernières avec les cellules et
l’organisme est différent, la silice amorphe n’a notamment pas encore été classée comme
substance cancérigène. Mais la silice amorphe a été moins étudiée, les études in vitro
commencent à se faire plus nombreuses en raison des applications biomédicales potentielles
de ces particules mais il existe encore peu d’études in vivo en comparaison.
Il est difficile de conclure de façon générale puisque selon la lignée cellulaire il existe une
grande variabilité des résultats, cependant il semble que le contrôle des caractéristiques des
particules (taille, charge de surface, forme, porosité, stabilité en milieu biologique) permette
de moduler leur toxicité. Par ailleurs, cette toxicité étant liée à la dose effective reçue par les
cellules, l’application des nanoparticules de silice dans le domaine biomédicale reste possible
puisque dans certaines conditions, in vitro et in vivo, il est possible d’obtenir une toxicité
négligeable ou réversible après une période sans exposition (Napierska 2010, Jin 2007).
- Paramètres déterminants pour la toxicité
Parmi les paramètres influençant la nature toxique des particules de silice, on trouve
évidemment les caractéristiques des particules (morphologie, nature de la surface). Mais ce ne
sont pas les seuls facteurs qui peuvent être déterminants ; lorsqu’on change la lignée cellulaire
étudiée ou le mode d’exposition, les résultats de toxicité peuvent être modifiés voire inversés.
Par ailleurs, il est difficile de comparer directement le comportement des différentes
particules puisque changer la taille à concentration constante par exemple va changer la
surface spécifique mais aussi le nombre de particules. Il faut donc fixer un paramètre, avec les
limites que cela comporte, pour observer les modifications dans la réponse cellulaire (Lison
2008).
- Taille des nanoparticules
En gardant à l’esprit que les résultats peuvent varier de façon importante d’une lignée
cellulaire à l’autre, on peut dire que globalement plus les particules sont petites, et notamment
pour des diamètres inférieurs à un certain seuil, plus la toxicité est importante. Rabolli et al.
ont ainsi montré qu’il existe une relation linéaire entre le diamètre des particules et la
cytotoxicité (Rabolli 2010). Yuan et al. ont montré que pour des diamètres supérieurs à 100
nm, la modification de la taille des particules a peu d’influence sur la viabilité cellulaire tandis
que pour des diamètres inférieurs à 100 nm, plus les particules sont petites plus elles sont
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