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
- Influence de la surface des particules
Un autre facteur pouvant moduler l’accumulation des particules dans les différents organes est
la nature ainsi que la charge de surface (Souris 2010, van Schooneveld 2008). L’étude de
Souris et al. montre que les particules de silice mésoporeuses de 70 nm chargées positivement
(+34 mV) sont rapidement excrétées du foie et se retrouvent dans le tractus gastro-intestimal
pour être éliminées de l’organisme. A l’inverse, les particules négatives (-17 mV)
s’accumulent dans le foie et restent plusieurs jours, voire plusieurs mois, dans l’organisme. Il
semble donc qu’une charge de surface positive soit préférable pour l’utilisation des
nanoparticules de silice dans le domaine médical puisqu’elle favorise leur élimination de
l’organisme. De même, la présence de groupements lipidiques en surface des particules
améliore la biocompatibilité et le profil pharmacocinétique des nanoparticules (van
Schooneveld 2008). La modification de surface permet d’éviter l’agrégation des particules qui
semble jouer un rôle crucial sur les voies d’élimination des particules des organes et de
l’organisme.
- Temps et mode d’exposition
En fonction du mode d’administration des particules et du temps d’exposition, la toxicité
observée peut varier. Par exemple, des nanoparticules mésoporeuses injectées par voie sous-
cutanée présentent une bonne biocompatibilité in vivo chez le rat et sont lentement éliminées
tandis que ces mêmes particules sont létales lorsqu’elles sont injectées par voie intra-veineuse
(Hudson 2008). Par ailleurs, le temps d’exposition est un facteur important puisque les effets
d’une exposition courte, prolongée ou chronique peuvent être assez différents. De façon
générale, plus le temps d’exposition est long plus la toxicité, du moins l’effet sur la viabilité
cellulaire est important (Lin 2006).
- Un exemple d’utilisation : le traitement des cellules cancéreuses
Lu et al. ont montré que des nanoparticules de silice mésoporeuses de 100 nm de diamètre
permettent de libérer un agent de traitement après s’être accumulées préférentiellement dans
les cellules cancéreuses. De plus, leur étude montre que les nanoparticules sont en grande
partie excrétées et les animaux ne présentent pas de lésions ou d’anormalités
histopathologiques liées à l’exposition aux nanoparticules. En outre, chez les animaux traités,
les tumeurs sont significativement réduites, montrant ainsi l’efficacité in vivo du traitement
utilisant des nanoparticules de silice comme vecteurs. Le développement de ces particules
pour des traitements semble donc prometteur.
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