Conclusion

Pour finir, d’après les différentes facettes que nous venons d’étudier concernant les nanoparticules, on peut noter qu’elles peuvent être à la fois très bénéfiques pour l’Homme (notamment dans une utilisation à but médical) mais aussi nocives suivant le domaine et l’encadrement dans lesquels elles sont utilisées.

En conclusion, pour répondre à la problématique:

Doit-on avoir peur des nanoparticules?

Nous ne pouvons pas formuler de réponse tranchée.

En effet, si leur usage est légèrement contrôlé et leur non-toxicité prouvée, alors non, elles ne sont pas dangereuses. Néanmoins, de nos jours, elles sont présentes  partout et notamment dans les produits de consommation courante, or la toxicité de celles-ci n’est pas écartée et leur usage par les industriels peut être dangereux. Au final, peut-être ne devons-nous pas avoir peur des nanoparticules mais plutôt de ceux qui les mettent en vente sur le marché sans respecter les réglementations ni la santé des consommateurs, dans une attente d’études significatives sur leur toxicité, c’est-à-dire les industriels, les gouvernements, ou bien encore les laboratoires pharmaceutiques.

Bibliographie / Sitographie

Bibliographie:

-Le plus grand des hasards Jean-François Dars et Anne Papillault

60 millions de consommateurs (septembre 2017)

Thèse de Sébastien Lafontaine pour l’obtention de son doctorat en pharmacologie: «Nanoparticules   et toxicologie pulmonaire» (2009)

Thèse de Mathilde Biola-Clier: «Génotoxicité et impact de nanoparticules de dioxyde de titane sur la réparation de l’ADN dans des cellules alvéolaires pulmonaires» (2016)

«Rapport national du laboratoire de métrologie» (2016)

Livre SVT 1ère S édition Belin (2011)

-Livre SVT Term S édition Belin (2012)

Sitographie:

A- Informations:                                                                                                                                                CNRS:                                                  http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosnano/glossaire/mot/nanoparticulePlus.htm http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/kahn.htm http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosnano/glossaire/mot/nanoparticulePlus.htm        http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/kahn.htm http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/flahaut5.htm http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/couvreur2.htm http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosnano/decouv/03/03_2_2/02.htm

Académie-Martinique (Education Nationale)                                                                 https://www.google.fr/urlsa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiu7ZemhuPWAhWDMBoKHUE7B5cQFgg0MAE&url=http%3A%2F%2Fsite.acmartinique.fr%2Fspc%2Fwp-content%2Fuploads%2F2014%2F01%2FNanotechnologie-et-vie-quotidienne.pdf&usg=AOvVaw2BtUrIOpKcZxTyiU8XypZg

Science et avenir                                                                               https://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/des-nanoparticules-de-pollution-retrouvees-dans-le-cerveau-faut-il-s-inquieter_104817

Alternative santé                                                                                             https://www.alternativesante.fr/nano-particules/les-apprentis-sorciers-des-nanos

France-info                                                                                                       http://www.francetvinfo.fr/sante/psycho-bien-etre/tatouage-des-nanoparticules-dans-les-encres_2370493.html

Veille-nano                                                                                                            

http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=ReglementationsNano                            http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=NanoTechnologies#Nanomateriaux                    http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=IncertitudesRisquesNano                  http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=EthiquetageNano

B- Images:

Image de l’introduction: http://www.joook.fr/2014/09/la-coupe-de-lycurgue-ou-la-nanotechnologie-romaine.html

1- http://www.lepointveterinaire.fr/publications/la-semaine-veterinaire/archives/n-1534/les-nanomedicaments-allies-de-la-medecine-de-demain.html

2-http://www.swissnanocube.ch/fr/notions-fondamentales/nanomateriaux

3- http://sante.lefigaro.fr/actualite/2015/05/18/23739-nano-objets-sont-ils-dangereux-pour-lhomme-lenvironnement

4-https://www.industrie-techno.com/de-la-techno-dans-les-valises-les-nanoparticules-dopent-les-cremes-solaires.31695

5-http://www.bric-france.com/index.php?page=aerosol

6- www.gprp.info/Newsletter/Juin%2012/0316_NANO.pdf

7- https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0ahUKEwj6w-XlrN7XAhUCQBQKHfoIA8EQjxwIAw&url=https%3A%2F%2Fwww.tattoome.com%2Fblog%2Fstyles-et-tendances%2Ftatouage-cle-de-sol%2F&psig=AOvVaw3FpmOVmvaDe2rKrFvEeS7u&ust=1511858185078386

8- http://www.01net.com/actualites/des-scientifiques-sont-parvenus-a-infecter-un-ordinateur-avec-un-brin-d-adn-1233806.html

9- https://www.industrie-techno.com/de-la-techno-dans-les-valises-les-nanoparticules-dopent-les-cremes-solaires.31695

10- https://geneticliteracyproject.org/glp-facts/iarc-international-agency-research-cancer-glyphosate-determination-world-consensus/

11- https://fr.wikipedia.org/wiki/Liposome

12- https://www.researchgate.net/figure/230872056_fig3_The-two-main-types-of-polymeric-nanoparticles-known-as-nanosphere-matrix-system-and

13- http://www.leem.org/benefices-de-nanotechnologie-appliquee-en-sante-2-semaines-2010-0

14- https://www.e-pansement.fr/actualites/tumeurs-et-cicatrisation-un-mecanisme-commun-mais-une-evolution-differenciee

15- https://www.handicapinfos.com/informer/decouverte-nouvelle-voie-medicamenteuse-franchir-barriere-hemato-encephalique_26530.htm

16- http://www.curcumine-sante.net/le-curcuma-est-a-differencier-de-la-curcumine

17- http://sante-innovations.com/origine-insuline/

18- http://www.thealevelbiologist.co.uk/topics/aqa-as-topics/structure-of-eukaryotic-cells

19- https://www.sciencesetavenir.fr/sante/video-une-nano-colle-pour-reparer-les-organes-et-refermer-les-plaies_19804

20- http://www.cea.fr/comprendre/jeunes/Pages/multimedia-editions/videos/physique-chimie.aspx

Images expérience:

1- https://cuisinemoleculairesensorielle.wordpress.com/2011/12/27/lemulsion/

2- https://sciencetonnante.wordpress.com/2016/06/10/leau-et-la-vie/

3- https://www.kartable.fr/ressources/physique-chimie/cours/cohesion-et-dissolution-des-solides-ioniques-et-moleculaires/20627

4- http://emulsion.over-blog.com/article-a-l-eau-et-l-huile-pourquoi-ne-se-melangent-ils-pas-44670349.html

5- http://1eres3cuisinemolec.wixsite.com/cuisinemoleculaire/les-techniques

6- https://www.assistancescolaire.com/eleve/1ES/ens_sciences/reviser-le-cours/les-aliments-dans-notre-assiette-qualite-et-conservation-1_sci_07

7- https://fr.wikipedia.org/wiki/Liposome

C-Vidéo:

https://www.youtube.com/watch?v=DC0U5viudt0

d-Des nanoparticules furtives pour l’imagerie par résonance magnétique

 Résultat de recherche d'images pour "IRM"Lors des examens d’imagerie comme les IRM, nécessitant un produit de contraste, le système immunitaire accomplit si bien sa mission qu’il l’élimine. Certaines techniques d’imagerie par résonance magnétique utilisent des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer comme agents de contraste car elles ont l’avantage d’être biocompatibles et faiblement toxiques. Ces sondes sont cependant reconnues par les protéines du sang, ce qui conduit à leur accumulation rapide dans le foie. Elles sont donc limitées à l’imagerie de ce seul organe. Des chercheurs de l’Unité de technologies chimiques et biologiques pour la santé et du laboratoire Matière et systèmes complexes ont donc rendu des particules d’oxyde de fer furtives, c’est-à-dire invisibles aux protéines et cellules du système immunitaire chargées de les éliminer, grâce à la modification chimique de leur surface. Elles peuvent ainsi rester jusqu’à 50 fois plus longtemps dans le sang et se propager à tous les organes. Il devient alors possible d’imager d’autres organes et d’utiliser ces nanoparticules dans des thérapies anticancéreuses grâce à la modification chimique de leur surface. Ces travaux ont été publiés dans la revue RSC Advances.

c- La régénération

Certaines parties du corps humain (organes, cellules) se dégradent au cours du temps, voire sont altérées dès la naissance, comme par exemple les muscles des malades atteints de myopathies ou de dystrophies musculaires congénitales, ou bien encore de malformations cardiaques. La médecine régénérative est un domaine en émergence dont l’objectif est de réparer ou de remplacer les tissus et les organes lésés en utilisant des moyens naturels ou issus du génie biologique.

1-La régénération tissulaire:

De récentes études mettent en évidence une implication des nanoparticules afin d’éviter tout risque de rejet immunitaire lors du remplacement de tissus défaillants par des cellules vivantes.C’est l’objet du projet européen CellPROM (Cell programming by Nanoscaled Devices).

En effet, la maîtrise de la différenciation cellulaire est au cœur de la recherche sur les cellules souches: celles-ci, qui seraient capables de se différencier en divers types cellulaires, seront probablement des alliés incontournables de la régénération tissulaire. Les chercheurs ont cultivé des nanoparticules sur une surface solide recouverte à l’échelle nanométrique de combinaisons de protéines capables d’induire leur transformation en un type cellulaire « désiré ».
Beaucoup de perspectives sont attendues, notamment concernant les nanotubes de carbone. À côté de leurs capacités certaines à devenir d’efficaces « vecteurs » de médicament, ils peuvent, de par leur structure, être utilisés comme substrats de croissance. Ils peuvent constituer de véritables treillis, servant de support ou d’
échafaudage à la croissance cellulaire. Comme ils ne sont pas biodégradables, ils se comportent comme une matrice inerte sur laquelle les cellules peuvent proliférer et régénérer un tissu endommagé.

2- La « nano »-colle:

Résultat de recherche d'images pour "nanocolle"

Révolutionner la suture des plaies, c’est bien ce qui se profile avec la mise au point d’une colle spécialement conçue pour réparer les organes ou refermer une plaie. Une découverte qui pourrait chambouler la pratique de la chirurgie ou de la médecine régénératrice. Cette colle est en fait une solution de nanoparticules de silice qui, une fois appliquée à la peau, permet de fermer des blessures profondes en quelques secondes et d’obtenir une cicatrisation de qualité et esthétique. Les nanoparticules contenues dans la solution aqueuse établissent une multitude de connexions entre les surfaces qui fusionnent alors en quelques secondes. Des essais récents menés in vivo sur des rats montrent que cette solution de nanoparticules parvient à allier efficacité et innocuité pour l’organisme. Plus simple encore et efficace que la méthode traditionnelle de suture avec le fil et l’aiguille, elle est très simple d’utilisation et permet de refermer la peau rapidement jusqu’à cicatrisation complète, sans inflammation ni nécrose. La cicatrice résultante est presque invisible. Les chercheurs ont ensuite appliqué cette solution à des organes « mous » comme le foie ou le poumon, des organes fragiles qui ont tendance à se déchirer lorsqu’on tente de les suturer avec fil et aiguille. Grâce à cette nano-colle, ils sont parvenus à stopper l’hémorragie sur un foie profondément entaillé. Pour réparer un lobe de foie sectionné, les chercheurs ont également utilisé des nanoparticules: ils ont collé un pansement recouvert de nanoparticules sur la plaie, arrêtant ainsi l’hémorragie. Dans les deux situations, le fonctionnement de l’organe est préservé et la survie assurée.

2- Les maladies dégénératives

La maladie d’Alzheimer

Qu’est-ce que c’est?

 La maladie d’Alzheimer est une maladie dégénérative du cerveau où s’accumulent des substances chimiques anormales responsables d’une détérioration progressive de la mémoire et des capacités intellectuelles. Elle provoque des lésions dans le cerveau. Celles-ci sont irréversibles et conduisent à un déclin des fonctions cognitives, qui servent à traiter l’information, et comportementales au fur et à mesure de la progression de la maladie.

Des moyens de détection de la maladie avec des nanoparticules?

 Des chercheurs ont développé une méthode ultrasensible pour la détection de protéines liées à la maladie d’Alzheimer. Fondée sur l’utilisation de nanoparticules, cette technique a été employée pour dépister des ligands spécifiques dans le liquide céphalo-rachidien mais elle pourrait être applicable à des prélèvements sanguins. Ce test serait plus de 100 000 fois plus sensible que les techniques de détection conventionnelles.

Des traitements avec des nanoparticules?    

 Résultat de recherche d'images pour "barrière hémato-encéphalique" Grâce aux nanoparticules, les chercheurs ont été en mesure d’emprisonner le principe actif à l’intérieur de celles-ci. De plus, elles peuvent être recouvertes d’une couche supplémentaire permettant à des protéines présentes dans le sang de se fixer sur les nanoparticules, leur permettant ainsi de franchir la barrière hémato-encéphalique. Le taux d’administration de ces principes actifs est ainsi multiplié par 4 par rapport à une injection de principe actif libre. Plusieurs thérapies montrent une amélioration de leurs résultats grâce aux nanoparticules:                                  

Résultat de recherche d'images pour "curcumine" La curcumine, provenant de l’épice curcuma mais également puissant antioxydant, a certaines propriétés intéressantes pour combattre la maladie d’Alzheimer. En effet, le stress oxydant aurait également un rôle important dans les mécanismes de mort neuronale lors des maladies neurodégénératives. Malheureusement, la curcumine est détruite très rapidement dans le tractus digestif puis après son passage dans le sang. De manière très prometteuse, la curcumine a donc été encapsulée dans ces nanoparticules, pour traverser la barrière hémato-encéphalique.

-L’effet de nanoparticules « éponges » à radicaux libre a également été étudié. En effet une des causes de la maladie d’Alzheimer est la gangrénisation de radicaux libres qui sont des oxydants. Ces radicaux libres possèdent un ou plusieurs électrons non appariés sur leur couche externe, oxydent l’ADN, les protéines, les hydrates de carbone et les lipides entraînant parfois leur destruction.

Résultat de recherche d'images pour "insuline"

-Le cas de l’insuline: les patients atteints de la maladie d’Alzheimer, aussi connue sous le nom de “Diabète de type 3”, développent, comme les diabétiques, une résistance à l’insuline cérébrale. Ce phénomène est un facteur de risque pour le développement de la maladie. L’étude, publiée dans Biomaterials, a permis de réaliser des nanoparticules polymères (nano-gels) capables de transporter l’insuline directement au cerveau, permettant d’éviter les effets indésirables des thérapies ordinaires. Les chercheurs sont parvenus à créer des nano-gels capables d’incorporer, de protéger et de transporter l’insuline directement au cerveau, et qui peuvent être administrés grâce à un spray nasal.

La maladie de Parkinson:

Résultat de recherche d'images pour "lysosome"Au cours des dernières années, de nombreuses preuves se sont accumulées pour suggérer que le dysfonctionnement des lysosomes à l’intérieur des neurones peut contribuer à la maladie de Parkinson. Les lysosomes sont des organites responsables de la dégradation de molécules et de micro-organismes indésirables dans le cytoplasme des cellules. Lorsque leur fonction est altérée, par exemple en raison de mutations dans des gènes codant des enzymes nécessaires à leur fonction, les déchets s’accumulent dans les neurones, ce qui entraîne des lésions nerveuses et la mort de la cellule. Les chercheurs ont démontré que l’utilisation de nanoparticules  restaure la dysfonction lysosomiale. Les nanoparticules sont importées efficacement dans la cellule et dirigées vers les lysosomes dont elles sont capables de corriger le pH anormalement élevé, induit par différentes mutations impliquées dans la maladie de Parkinson. Enfin, les résultats montrent que ces nanoparticules peuvent être détectées dans les neurones après injection intracérébrale et sont capables de les protéger.

1- Le cancer

-Le cancer: qu’est-ce que c’est?

Animation simplifiée:

Résultat de recherche d'images pour "tumeur"À l’origine de tous les cancers se trouve la même cause : une cellule rendue anormale à cause d’une mutation et qui va se multiplier hors de tout contrôle. Cette prolifération est accompagnée d’une durée de vie anormale. À terme, ces cellules s’accumulent conduisant à la création d’une tumeur. Pour pouvoir continuer à se développer, les cellules empiètent sur les cellules voisines et causent leur mort, détruisant petit à petit le tissu ou l’organe concerné. Lorsqu’il y a infiltration vers les zones voisines par destruction des cellules, on parle de tumeur maligne. Avant cela, la tumeur reste bénigne et elle peut être détruite simplement, parfois par le corps lui-même. 

-Des moyens de détection grâce aux nanoparticules:

Des chercheurs ont développé une nano-puce capable de détecter dans le sang les marqueurs de protéines du cancer. La grande majorité des cancers sont détectés tardivement, lorsque la tumeur est composée de millions de cellules cancéreuses, et que la maladie a déjà atteint un degré de maturité avancé. Or, certains indices pourraient signaler la présence de cellules cancéreuses, y compris aux stades les plus précoces du développement de la maladie, appelés « marqueurs tumoraux« . La détection de ceux-ci est déjà utilisée pour le dépistage de différents types de cancers. Toutefois, la nano-puce est capable de détecter des concentrations extrêmement faibles de ces marqueurs dans le sang (50 picogrammes par millilitre), ce qui permettrait un diagnostic très précoce de la maladie, clé essentielle pour procurer au patient le traitement le plus efficace et approprié.

-La thérapie du cancer

Les nanotechnologies peuvent générer des médicaments activables à volonté, capables de traiter les cellules tumorales. Les chercheurs espèrent donc pouvoir associer à une nanoparticule donnée une molécule pour cibler exclusivement les cellules cancéreuses et ainsi détruire très précisément les tumeurs. Comme vu précédemment, grâce aux nanoparticules, on peut commander la libération à distance des molécules destructrices.

-La neutron-thérapie (thérapie par capture de neutrons):

Irradier des cellules avec des neutrons thermiques est sans danger pour les cellules…sauf si celles-ci contiennent des nanoparticules à base de gadolinium, auquel cas l’irradiation aux neutrons les détruit immédiatement. En fonctionnalisant ces nanoparticules, afin qu’elles ne ciblent et n’incorporent que les cellules cancéreuses, on peut ensuite les détruire spécifiquement en soumettant l’organisme à un faisceau de neutrons…qui épargnera bien entendu toutes les cellules saines. Cette thérapie est actuellement en cours de développement aux USA et au Japon essentiellement mais avec des molécules à base d’isotope 10 du bore (10B) dont la capacité à capter les neutrons est 66 fois inférieure à celles dont sont dotées les molécules à base de gadolinium (157Gd).

-Un traitement anticancéreux par voie orale: le duo cisplastine-squalène

Un nouveau nano-médicament à base de cisplatine est en développement pour le traitement expérimental du cancer du côlon. Administré par voie orale, ce nano-médicament a montré une activité anticancéreuse accrue et une moindre toxicité rénale par rapport au cisplatine libre, administré par voie intraveineuse. Le cisplatine est un complexe à base de platine utilisé dans le traitement de différents cancers. Il est actuellement administré sous forme d’injection, peu confortable pour le patient et nécessitant parfois une hospitalisation. Afin de contourner ce problème, les chercheurs ont eu l’idée de réaliser un couplage chimique du cisplatine au squalène. En effet, le squalène, un lipide naturel et biocompatible, est bien absorbé par voie orale. De plus, ils ont ensuite constaté que ces deux molécules s’auto-assemblaient spontanément sous forme de nanoparticules en milieu aqueux. Les chercheurs ont montré qu’à des concentrations dix fois moins importantes que le cisplatine seul, les nanoparticules de cisplatine-squalène inhibent ex-vivo la croissance de lignées cellulaires de cancer du côlon. Le traitement des cellules cancéreuses par ces nanoparticules déclenche, par ailleurs, toute une série de mécanismes cellulaires comme la production de radicaux libres et l’activation des processus d’apoptose, d’où la destruction des cellules cancéreuses.

Expérience sur la synthèse d’une vectorisation de médicaments à l’aide de liposome

Nous réaliserons cette expérience dans le but symbolique de montrer comment les chercheurs en laboratoire réalisent la synthèse d’une vectorisation de médicament à l’aide de liposomes afin de permettre l’encapsulation des nanoparticules.

I) Vidéo de l’expérience:

II) Explications:

1-Le but de l’expérience:

 Résultat de recherche d'images pour "émulsion"Nous avons réalisé cette expérience dans le but de fabriquer une émulsion. Une émulsion est un mélange généralement hétérogène constitué de deux phases, une phase aqueuse (hydrophile) et une phase grasse (lipophile). Ces deux liquides sont donc non miscibles et l’un forme des gouttelettes en suspension dans l’autre grâce à l’action d’un émulsifiant.

2- Compositions des différentes molécules:

-La molécule d’eau (formule brute: H2O) : 

Résultat de recherche d'images pour "molécule d'eau charge"Cette molécule est composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. La molécule d’eau est dite polarisée car elle contient deux atomes d’hydrogène chargés positivement et un atome d’oxygène chargé négativement. Les charges sont placées aux extrémités des deux pôles positif ou négatif.


Résultat de recherche d'images pour "liaison hydrogène molécule d'eau"Entre deux molécules d’eau il peut se former une liaison hydrogène. Cette liaison se forme car l’atome d’hydrogène intervenant est relié à un atome d’oxygène. Plus généralement, toutes les molécules qui possèdent un groupement      -OH pourront former des liaisons hydrogènes avec des molécules d’eau. C’est grâce à ces liaisons hydrogènes que les autres molécules peuvent se fixer aux molécules d’eau et ainsi former un mélange homogène.

-La molécule d’huile (formule brute: C19H34O6):

 Résultat de recherche d'images pour "molécule d'huile"L’huile est un corps gras (lipide). Sa molécule est constituée d’atomes de carbone d’hydrogène et d’oxygène. C’est un triglycéride (les triglycérides sont une variété de lipides. Chimiquement, les triglycérides sont composés de trois molécules d’acides gras reliées à une molécule de glycérol. Les triglycérides constituent la majeure partie des lipides alimentaires et des lipides de l’organisme). Il a donc la forme d’un peigne à trois dents. L’eau et l’huile ne sont pas miscibles car la molécule d’huile ne possède pas de groupement –OH, elle est dite apolaire car elle n’a pas de zone positive et négative en surface. Elle ne pourra donc pas former des liaisons hydrogène ni se stabiliser avec la molécule d’eau.

-L’émulsifiant :

Résultat de recherche d'images pour "lécithine de soja molécule hydrophile et lipophile" L’émulsifiant utilisé dans notre expérience est la lécithine de soja, une molécule tensioactive, contenue dans le jaune d’oeuf. Ces molécules sont dites amphiphiles (ou amphipathiques), c’est à dire qu’elles sont composées de deux parties: l’une qui a une affinité pour l’eau (hydrophile) et l’autre qui a une affinité pour les matières grasses (lipophile).

  1. Explications des résultats:

Résultat de recherche d'images pour "micelle eau et huile" Dans le deuxième bécher, lorsque nous avons incorporé l’émulsifiant, et donc les molécules tensioactives contenues dans le jaune d’oeuf, on constate que celles-ci ont alors enrobé des gouttelettes d’huile grâce à leur partie lipophile, formant une « sphère » appelée micelle. Pour rendre l’eau et l’huile miscibles, l’extrémité lipophile de la molécule tensioactive sera située à l’intérieur de la micelle, au contact de l’huile, tandis que l’extrémité hydrophile sera située à la surface afin de pouvoir se lier aux molécules d’eau.

III) Lien entre nos expériences et notre TPE sur les nanoparticules:

En laboratoire, avec des instruments plus sophistiqués, on parvient aisément à obtenir une taille de ces particules nanométriques. Dans notre expérience, l’émulsifiant n’était certainement pas assez efficace pour obtenir la taille nanométrique, c’est pourquoi, les chercheurs utilisent généralement du polyéthylène glycol (PEG) que nous n’avons pas pu utiliser du fait de sa dangerosité. Ainsi, les chercheurs, lors de la vectorisation de médicament, emprisonnent le principe actif à l’intérieur de chaque gouttelette créée lors de l’émulsion.

Résultat de recherche d'images pour "liposome"Pour contenir le médicament en son cœur, chaque liposome est constitué de deux couches lipidiques: une couche interne représentant un premier barrage pour encapsuler le médicament et une couche externe hydrophobe qui repousse l’eau. Celle-ci est placée à l’intérieur de la sphère, tandis qu’ une couche hydrophile vient ensuite recouvrir la surface. Cette dernière permet à la molécule de dissoudre dans l’organisme afin de libérer le médicament. Le médicament est donc encapsulé.

2- Le système à libération « contrôlée » ou autorégulée de médicaments:

 Résultat de recherche d'images pour "libération médicament nanoparticule"  Des micro-, voire des nano- dispositifs capables de libérer à la demande les médicaments qu’ils contiennent sont une perspective thérapeutique intéressante et accessible.
Au sein d’une puce en polymère, on peut aménager des micro-cavités renfermant un médicament en solution. En scellant chaque micro-cavité par une fine couche de métal, et en faisant passer un courant électrique dans une capsule déterminée, on peut détruire l’opercule pour libérer le médicament. Cette libération programmable et contrôlable permet notamment de fractionner les doses administrées autant que nécessaire.
On peut aussi équiper les nanoparticules d’autres commandes de délivrance à distance pour déclencher la libération du médicament (ondes électromagnétiques, stimulation infrarouge).
Ces médicaments peuvent être donc pris sous la forme de comprimés ou de poudres pouvant être ingérés par voie orale, pour obtenir une libération rapide du médicament, ou bien encore implantés, pour une libération plus lente.

1- Le transport ciblé de médicaments

Les nanoparticules peuvent servir de « véhicules » pour transporter une substance donnée (un médicament, un gène…) au cœur d’un tissu, d’une cellule, d’un compartiment cellulaire. Elles sont habituellement constituées de polymères biodégradables afin d’éviter une accumulation éventuelle dans les tissus. Elles peuvent avoir des formes diverses, comme celle d’une nanocapsule, d’une nanosphère ou encore d’un liposome.

Résultat de recherche d'images pour "liposome"

-Les liposomes ressemblent à des cellules, ils sont biomimétiques : ce sont des vésicules de phospholipides organisées en bicouche qui entourent un compartiment aqueux, tout comme les membranes cellulaires. Le médicament y est incorporé directement. Plus précisément, il est dissous dans le compartiment aqueux s’il est hydrophile ; dans la bicouche, s’il est lipophile.

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-Les nanocapsules ont un « cœur » lipidique ou aqueux, selon le type de médicament que l’on veut y dissoudre.
-Les nanosphères ressemblent plus à une pelote de laine. Elles sont constituées d’un système matriciel : le médicament est disséminé dans un enchevêtrement de chaînes de polymères ou de macromolécules amphiphiles qui en se biodégradant va permettre de libérer le médicament.

De plus, les nanotubes de carbone ont notamment pour propriété de franchir facilement les membranes cellulaires. Ils peuvent contenir un ou plusieurs éléments biologiquement actifs qu’ils peuvent ainsi délivrer dans le cytoplasme de la cellule ou dans le noyau : ciblage de molécules, agents de contraste ou médicaments comptent parmi leurs nombreuses applications possibles. Cependant, ils sont insolubles dans n’importe quel solvant, y compris l’eau. Il est donc nécessaire de les fonctionnaliser, c’est-à-dire de leur greffer un élément chimique pour qu’ils puissent être intégrés par les cellules. Au-delà de ce pouvoir contenant, le problème principal de l’utilisation de nanoparticules comme vecteur est de savoir bien les diriger. C’est là qu’intervient la notion de spécificité.

2- Le cas du dioxyde de titane

Le dioxyde de titane, aussi connu comme étant l’additif E171, est l’une des nanoparticules faisant partie des plus utilisées, notamment, dans le milieu industriel et la pharmacologie. De nombreuses études paraissent donc chaque année afin d’évaluer sa toxicité. D’après de récentes études, il a été démontré que le dioxyde de titane n’est pas inoffensif. En effet, il entraîne des effets toxiques pour l’organisme.

1) La mort cellulaire:                                                                                                                                              

La mort cellulaire, même si elle peut être bénéfique dans la lutte contre les cancers, est l’un des premiers marqueurs de toxicité étudiés dans les tissus sains. Elle peut être déclenchée par la cellule elle-même en réponse par exemple à une accumulation trop importante de dommages à l’ADN. On parle dans ce cas de mort programmée. La cellule réalise alors une apoptose. Lors du cycle cellulaire, en fin de phase G1, il existe un point de contrôle: si la cellule le franchit, elle poursuite le cycle et s’engage vers une division. Sinon, elle reste en phase G1. Quand le génome est endommagé par des lésions, la protéine P53 induit la transcription du gène, qui empêche la cellule de franchir le point de contrôle, et celle du gène P53R2, qui code une protéine de réparation de l’ADN. Si les lésions ne sont pas réparées, P53 déclenche la mort de la cellule

2) L’inflammation:          

Dans le cas des tatouages, d’après l’étude présentée dans le II) a-, la présence de dioxyde de titane, pigment blanc, peut entraîner des effets secondaires, conduisant à des gonflements chroniques, à une cicatrisation lente, à des démangeaisons et notamment à des inflammations, générées par un  afflux de plasma et de cellules immunitaires sanguines.

3) Le stress oxydant:

Le stress oxydatif, ou stress oxydant, correspond à une agression des cellules par des radicaux libres, aussi appelés «espèces réactives de l’oxygène». Il ne faut pas confondre stress oxydatif, qui s’observe au niveau cellulaire, et stress psychologique, relevant de l’organisme. Lorsque ceux-ci s’accumulent dans la cellule, ils peuvent être neutralisés par des molécules antioxydantes, comme les vitamines E et C, ou des enzymes. La production élevée de radicaux libres pourrait être due, d’après de récentes études, au dioxyde de titane. L’accumulation des agressions par les radicaux libres favoriserait le vieillissement.

4) La génotoxicité:

La génotoxicité correspond à la phase précédant une potentielle carcinogénèse, sans doute due à l’effet toxique des nanomatériaux. D’après une étude, suite à l’exposition aux nanoparticules de dioxyde de titane sur des modèles pulmonaires, on constate qu’elles abîment l’ADN, notamment en brisant les brins. Les dommages à l’ADN mesurés par les tests de génotoxicité peuvent avoir de nombreuses origines. La génotoxicité des nanoparticules de dioxyde de titane pourrait être indirecte et résulter de divers facteurs:

– le stress oxydant,

– une diminution des défenses antioxydantes de la cellule,

– une réaction inflammatoire, éventuellement liée au stress oxydant généré par les nanoparticules dans les cellules immunitaires,

– une interaction ou un impact des nanoparticules sur des protéines nucléaires (impliquées dans la réplication de l’ADN, sa transcription ou sa réparation),

– une interaction ou un impact des nanoparticules pouvant modifier le nombre de chromosomes dans les cellules filles,

– une perturbation des fonctions de contrôle du cycle cellulaire pouvant engendrer des mutations, résultant par exemple de dommages à l’ADN non-réparés.

D’après ces études, on peut également noter un impact des nanoparticules de dioxyde de titane sur les capacités cellulaires de réparation de l’ADN, celles-ci sont alors diminuées, ainsi qu’une perturbation de l’expression de gènes ou de protéines et d’un dérèglement de régulateurs permettent notamment la réparation de l’ADN et activation de l’apoptose.

5) Carcinogénécité:

La carcinogénicité fait partie des effets potentiels des nanoparticules de dioxyde de titane . Même si de nombreuses étapes séparent l’apparition des premiers dommages à l’ADN et le développement d’une tumeur, la génotoxicité n’en demeure pas moins la première étape de la carcinogenèse.

Résultat de recherche d'images pour "IARC"Néanmoins, il n’y a qu’un faible nombre d’études et les caractéristiques telles que les niveaux d’exposition et la taille des nanoparticules ne sont que rarement précisées. Toutefois le CIRC (Centre International de Recherche sur le Cancer) a tout de même classé le dioxyde de titane comme cancérogène possible. Cette décision se base sur quelques études in vivo ayant relevé l’apparition de tumeurs pulmonaires chez des animaux exposés par inhalation à des doses élevées de (nano)particules de dioxyde de titane . Cependant, cette incidence de cancers a été uniquement relevée pour des expositions par inhalation et non dans le cas d’expositions orales ou cutanées. C’est donc sur la base des études in vivo par inhalation qu’il a été établi des valeurs limites d’exposition recommandées pour les nanoparticules de dioxyde de titane. Il a ainsi été montré qu’une exposition professionnelle à cette nanoparticule sur une carrière entière correspondait à une augmentation de risque de 0,1% de développer un cancer du poumon.

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