Les Défis du CEA n°162 jui/aoû 2011
Les Défis du CEA n°162 jui/aoû 2011
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°162 de jui/aoû 2011

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (200 x 297) mm

  • Nombre de pages : 20

  • Taille du fichier PDF : 3 Mo

  • Dans ce numéro : nanosciences... la toxicologie change d'échelle.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
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8 CEA-IRTSV À la une les défis du cea juillet-août 2011 PROGRAMME » > dra associer la masse à un ou plusieurs autres critères », explique la chercheuse. Pour l’instant, les méthodes mises au point par son équipe sont standardisées et reproductibles mais nécessitent beaucoup de temps. « À terme, nous voudrions mettre en place une plateforme robotisée qui permettra de faire ces tests en routine », annonce-t-elle. Déceler les effets indésirables Pour multiplier les expériences en un temps record, Béatrice Schaack, biologiste au CEA-iRTVS, a recours à la technologie des biopuces. Sur une lame de verre, elle dépose de minuscules gouttes de solutions contenant des nanoparticules. Quand la solution est sèche, elle vient fixer sur chaque « goutte » environ 200 cellules. Après incubation, la biologiste observe la pénétration des nanoparticules et leurs effets. Cette technique lui permet d’éprouver, sur une seule puce, 13 types d’oxydes de titane à six concentrations différentes en reproduisant les mesures quatre fois afin de prendre en compte la moyenne des résultats. Elle peut ensuite varier les types cellulaires d’intérêt. L’objectif de l’automatisation est de scanner un maximum de nanoparticules, le plus tôt possible dans le processus de R & D, afin de détecter Le programme européen Nanogenotox implique 18 organismes de recherche issus de 13 États membres de l’Union européenne. Il vise à développer la première approche commune d’identification de la toxicité sur l’ADN de nanoparticules présentes sur le marché (dioxyde de silice, de titane et nanotubes de carbone). L’exercice consiste à mettre en œuvre les mêmes tests de détection tant in vitro (sur cellules) qu’in vivo (sur l’animal) sur les mêmes lots de nano - particules commercialisées. « La force de ce programme est d’envisager l’harmonisation à l’échelle européenne des méthodes d’évaluation du potentiel toxique pour l’ADN, une étape clé pour le dépistage de la toxicité à long terme des À gauche, culture de macrophages ; à droite, la même culture mise en présence de nanoparticules de dioxyde de titane : ces dernières sont phagocytées par les macrophages qui noircissent. les plus suspectes et de les remplacer par d’autres. « On peut même imaginer que ces tests soient utilisés pour aider à la conception de nouvelles particules en orientant les fabricants vers les caractéristiques physico-chimiques les plus inertes en termes de toxicité », s’enthousiasme Sylvie Chevillard. Une étude plus approfondie des effets des nanoparticules sur les mécanismes cellulaires et sur l’ADN pourrait permettre de les rapprocher de toxicologies déjà connues. Par exemple, elles sont nombreuses à être métalliques. Si le lien entre leur éventuelle toxicité et celle du métal qu’elles contiennent pouvait être mis en évidence, il suffirait alors de faire référence aux mécanismes liés à l’excès de métaux qui ont déjà été largement étudiés. Isabelle Michaud-Soret, du CEA-iRTVS, coordonne un consortium transversal de cinq équipes, NanoBioMet. Ce projet a pour vocation de décrypter les effets induits par la présence de différents oxydes de titane nanométriques sur l’homéostasie des métaux dans la cellule, cet équilibre très fin qui fait que la cellule contient la quantité adéquate de métaux nécessaires à Homéostasie//Tendance des êtres vivants à maintenir constants et en équilibre leur milieu interne et leurs paramètres physiologiques. VERS UNE HARMONISATION DE LA NANOTOXICOLOGIE EUROPÉENNE nanoparticules », commente Rémy Maximilien, médecin et toxicologue à la Direction des sciences du vivant. Dans ce programme, l’expertise du CEA en matière de marquage radioactif et d’imagerie a été sollicitée pour exécuter les études amont de toxicocinétique sur des nanotubes de carbone (identification des organes cibles).
numéro 162 les d éfis du cea son bon fonctionnement, ni plus ni moins. Si ce consortium se concentre sur les mécanismes qui contrôlent l’homéostasie métallique, l’objectif est d’explorer toutes les perturbations à l’échelle de la cellule et de l’ADN selon différentes approches, dans différents tissus et au contact de différentes nanoparticules. Ainsi, suivant une démarche globale, l’équipe de Thierry Rabilloud, au CEA-iRTVS, scrute toutes les protéines exprimées par des macrophages exposés aux nanoparticules d’oxyde de cuivre et de titane et les compare à celles qui sont produites dans des cellules non exposées. Recours à la toxicocinétique L’équipe de Marie Carrière, de la Direction des sciences de la matière du CEA, s’intéresse plus précisément aux effets des oxydes de titane sur l’ADN. Quant à Odette Prat, du CEA-Ibeb, elle cherche à reproduire l’impact sur les cellules épithéliales intestinales de nanoparticules issues cette fois de la dégradation de matériaux (crèmes solaires, ciment, peinture). « La compréhension des mécanismes au sein de la cellule permet de déceler des effets plus fins. C’est essentiel car les nanoparticules, se développant à plus long terme, peuvent avoir des répercussions pathologiques difficiles à détecter chez l’animal », commente Cellule épithéliale//Cellule des tissus qui recouvrent les surfaces de l’organisme vers l’extérieur (peau, muqueuses des orifices naturels) ou vers l’intérieur (cavités du cœur, du tube digestif, etc.), ou qui constituent des glandes. « La compréhension des mécanismes au sein de la cellule permet de déceler des effets plus fins. » Marie Carrière, de la Direction des sciences de la matière du CEA Marie Carrière. Ces différentes techniques s’appuient majoritairement sur des modèles cellulaires humains plus que sur l’animal, et sur l’analyse des mécanismes plus que sur la description des effets. Encore faut-il définir les cellules à étudier, ce qui revient à se demander quels sont les organes exposés. Pour apporter des réponses à cette question, la toxicocinétique est la discipline qui étudie le devenir d’un produit dans l’organisme (accumulation, répartition, élimination). Pour suivre une particule, il faut pouvoir la détecter, même en faible quantité, et dans les organes profonds. Le marquage par une « étiquette radioactive » est une approche efficace. « La grande difficulté est qu’il ne faut pas modifier les propriétés chimiques de la particule. C’est d’autant plus difficile qu’elle est petite, car l’ajout d’une fonction à sa surface risque de modifier sa forme et sa réactivité », explique Frédéric Taran, chimiste au CEA-iBiTec-S. C’est pourquoi son équipe marque les nanotubes de carbone (NtC), avec du carbone 14. Les biologistes ont ainsi pu mettre en évidence que des NtC fabriqués par des chimistes du CEA se fixaient principalement sur les poumons et le foie lorsqu’ils étaient injectés à des rats. Le » > Étude du suivi des nanoparticules dans l’organisme grâce au marquage au carbone 14 des composés en contenant. 9 L. Godart/CEA



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