Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...
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tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013<br />
Chapitre 1 : Interactions <strong><strong>de</strong>s</strong> particules <strong>de</strong> <strong>silice</strong> avec le vivant<br />
toxiques (Yuan 2010), ce <strong>de</strong>rnier point a aussi été montré par d’autres étu<strong><strong>de</strong>s</strong> (Nabeshi 2011,<br />
Napierska 2009, Yu 2009, Jin 2008).<br />
Cep<strong>en</strong>dant, l’influ<strong>en</strong>ce <strong>de</strong> la taille doit être modulée par la question <strong>de</strong> la dose puisque<br />
changer le diamètre <strong><strong>de</strong>s</strong> particules va changer le nombre <strong>de</strong> particules par unité <strong>de</strong><br />
conc<strong>en</strong>tration et aussi la surface spécifique, paramètre clé <strong>de</strong> l’interaction <strong><strong>de</strong>s</strong> particules avec<br />
les cellules.<br />
- Charge et nature <strong>de</strong> la surface<br />
Un <strong>de</strong>uxième paramètre important pour la toxicité <strong><strong>de</strong>s</strong> particules est la surface (charge et<br />
nature chimique). En effet, selon la charge <strong>de</strong> surface et la nature <strong><strong>de</strong>s</strong> groupem<strong>en</strong>ts chimiques<br />
prés<strong>en</strong>ts, les interactions avec les protéines et les cellules seront différ<strong>en</strong>tes, ce qui peut<br />
modifier la toxicité <strong><strong>de</strong>s</strong> particules <strong>en</strong> modifiant le mécanisme d’action <strong><strong>de</strong>s</strong> particules ou <strong>en</strong><br />
modifiant leur internalisation dans les cellules.<br />
La modification <strong>de</strong> surface apportant une charge positive permet, comme vu dans le<br />
paragraphe 1.3.1.3, <strong>de</strong> favoriser l’internalisation. Cep<strong>en</strong>dant, cette modification <strong>de</strong> surface<br />
n’<strong>en</strong>traîne pas <strong>de</strong> modification <strong>de</strong> la biocompatibilité <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>nanoparticules</strong> <strong>de</strong> <strong>silice</strong><br />
mésoporeuses avec <strong><strong>de</strong>s</strong> cellules 3T3 ou <strong><strong>de</strong>s</strong> cellules souches més<strong>en</strong>chymateuses selon l’étu<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> Chung et al. (Chung 2007). Yu et al. ont par ailleurs montré que la prés<strong>en</strong>ce <strong>de</strong><br />
groupem<strong>en</strong>ts amines <strong>en</strong> surface <strong><strong>de</strong>s</strong> particules <strong>de</strong> <strong>silice</strong> réduit leur toxicité par rapport à <strong><strong>de</strong>s</strong><br />
particules <strong>de</strong> <strong>silice</strong> non modifiées. Cet effet peut être dû à la modification <strong><strong>de</strong>s</strong> interactions<br />
<strong>en</strong>tre les particules et la membrane cellulaire, plus fortes <strong>en</strong> prés<strong>en</strong>ce d’amines chargées<br />
positivem<strong>en</strong>t, qui <strong>en</strong>traînerait une diminution <strong>de</strong> l’internalisation (Yu 2011).<br />
Ruiz<strong>en</strong>daal et al. ont obt<strong>en</strong>u <strong><strong>de</strong>s</strong> résultats contraires où les particules modifiées avec <strong><strong>de</strong>s</strong><br />
amines <strong>en</strong> surface prés<strong>en</strong>t<strong>en</strong>t une toxicité accrue pour <strong><strong>de</strong>s</strong> cellules Caco-2 par rapport aux<br />
particules ayant <strong>en</strong> surface <strong><strong>de</strong>s</strong> groupem<strong>en</strong>ts azi<strong><strong>de</strong>s</strong> ou carboxylates (Ruiz<strong>en</strong>daal 2009).<br />
Cep<strong>en</strong>dant, la nature <strong><strong>de</strong>s</strong> particules, la lignée cellulaire et la taille <strong><strong>de</strong>s</strong> particules vari<strong>en</strong>t <strong>en</strong>tre<br />
ces <strong>de</strong>ux étu<strong><strong>de</strong>s</strong>, ce qui r<strong>en</strong>d la comparaison difficile. Malgré tout, il est intéressant <strong>de</strong> noter<br />
que dans cette étu<strong>de</strong>, la prés<strong>en</strong>ce <strong>de</strong> protéines a un rôle dans la toxicité, rôle plus important<br />
lorsque les particules sont initialem<strong>en</strong>t positives que lorsqu’elles sont neutres ou négatives :<br />
l’activité métabolique diminue lorsque les cellules sont exposées aux <strong>nanoparticules</strong> <strong>de</strong> <strong>silice</strong><br />
greffées avec <strong><strong>de</strong>s</strong> amines <strong>en</strong> surface <strong>en</strong> prés<strong>en</strong>ce <strong>de</strong> sérum. Cette influ<strong>en</strong>ce <strong><strong>de</strong>s</strong> protéines a<br />
aussi été mise <strong>en</strong> évi<strong>de</strong>nce par Drescher et al. dans une étu<strong>de</strong> sur la toxicité <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>nanoparticules</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>silice</strong> amorphe sur <strong><strong>de</strong>s</strong> cellules eukaryotes (Drescher 2011). En effet, la prés<strong>en</strong>ce <strong>de</strong><br />
protéines dans le <strong>milieu</strong> <strong>de</strong> culture peut provoquer l’agrégation <strong><strong>de</strong>s</strong> particules (cf paragraphe<br />
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