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
nombre de particules par surface exposée, en concentration massique, en flux de particules ou
encore en dose par rapport au poids de l’animal pour les études in vivo.
1.2.2.3 Devenir des nanoparticules internalisées in vitro
Malgré le nombre considérable d’études portant sur l’internalisation de particules de silice,
mésoporeuses ou non, sur leur toxicité et sur leur potentiel comme vecteurs de principes actifs
ou agents d’imagerie, les études concernant le devenir des particules internalisées sont
beaucoup plus restreintes. Une fois à l’intérieur d’une cellule, les particules peuvent
s’échapper des endosomes ou non. Par la suite, les particules ont plusieurs options : soit elles
sont sensibles à l’environnement dans lequel elles se trouvent piégées et elles sont dégradées,
soit elle sont excrétées par la cellule par exocytose, soit elles s’accumulent dans la cellule. Les
deux premières options sont les plus intéressantes pour des applications biomédicales, la
dernière posant le problème d’une exposition sur des temps longs à des doses de plus en plus
importantes.
- Devenir des particules de silice présentes dans les endosomes
Lorsqu’elles sont internalisées par les voies d’endocytose les plus courantes, les
nanoparticules se retrouvent dans des endosomes. A partir de là, soit elles restent prisonnières
et se retrouvent dans des lysosomes, soit elles sont capables de s’échapper des endosomes et
peuvent alors être localisées n’importe où dans la cellule. Sur l’ensemble des études
concernant l’internalisation de nanoparticules de silice, on constate qu’elles sont
majoritairement dans les endosomes-lysosomes (Shapero 2011) et peuvent être localisées
dans le cytosol, à proximité des mitochondries mais rarement dans le noyau.
En modulant la surface des particules, il est possible de leur permettre de s’échapper des
endosomes et donc d’atteindre d’autres localisations intracellulaires. En effet, des particules
chargées négativement, avec une charge importante, sont capables de s’échapper des
endosomes dans les 6 heures suivant leur internalisation (Slowing 2006). Ce phénomène est
supposé lié à la capacité des particules chargées négativement à capter des protons et donc à
perturber le pH des endosomes, avec pour effet de fragiliser leur structure en modifiant le
gradient osmotique et permet donc aux particules de s’échapper. Ce même effet peut être
obtenu en greffant certains groupements en surface des particules, par exemple des polymères
contenant des fonctions amines (Rosenholm 2009, Fuller 2008).
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