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Qu'on le sache ou non, on retrouve
les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) dans la plupart des produits cosmétiques, dans les crèmes solaires, dans les colorants alimentaires et dans les compléments nutritionnels. Bien que le
TiO2 à l'état macroscopique et microscopique soit chimiquement inerte, il a déjà été montré qu'à l'échelle nanoscopique le TiO2 a un impact sur la santé : il existe une cancérogénèse pulmonaire
chez le rat, (non transposable à l'homme selon de nombreux auteurs). Cependant, les mécanismes de génotoxicité (c'est-à-dire qui peut compromettre l'intégrité du génome) n'ont pas été définis
clairement et jusqu'à maintenant ont été très peu étudiés dans des conditions in vivo. Une étude conduite par des chercheurs de Univesity of California à Los Angeles (UCLA), au Jonsonn
Comprehensive Cancer Center, est la première à montrer un tel effet génotoxique des nanoparticules de TiO2 sur des souris vivantes, d'après Robert Schiestl, professeur de pathologie, radiation et
oncologie à UCLA, et auteur principal de l'étude.
L'étude porte sur des souris à qui les chercheurs ont donné à boire de l'eau contenant des nanoparticules de TiO2. Une fois que les nanoparticules de TiO2 sont entrées dans le système, elles
s'accumulent dans différents organes et le corps n'a aucun moyen de les éliminer en totalité. Et parce qu'elles sont très petites (de 20nm à 200nm), elles peuvent pénétrer les cellules, et
peuvent interférer avec les mécanismes intracellulaires causant le stress oxydant et les inflammations pulmonaires qui avaient déjà été mis en évidence chez le rat. Plus les particules sont
petites, plus la surface générée par l'agglomération des particules est importante (de manière exponentielle), plus le stress oxydant et les inflammations sont importants, c'est ce que l'on
appelle la réactivité de surface.
Outre le stress oxydant et les inflammations, un nouveau mécanisme de toxicité plus particulièrement inquiétant a été mis en évidence par les chercheurs chez les souris vivantes. En effet ils
montrent des modifications des chaines d'ADN : des cassures dans l'ADN double hélice ont été mises en évidence.
La manufacture de TiO2 représente une industrie importante, avec une production d'environ deux millions de tonnes par an. Les personnes les plus exposées aux nanoparticules sont évidemment les
employés de cette industrie, mais les résultats de cette étude devraient susciter les inquiétudes quant à l'exposition aux nanoparticules des consommateurs, d'après le professeur Schiestl. Les
souris exposées aux nanoparticules de TiO2 ont commencé à montrer des dommages génétiques à partir du 5e jour. L'équivalent humain serait d'une année et demie d'exposition aux nanoparticules dans
un environnement industriel. Cependant il n'est pas clair si l'exposition régulière et quotidienne augmente exponentiellement avec le temps.-
"Nanoparticles used in common household items caused genetic damage in mice", 16 Novembre 2009
http://www.nanowerk.com/news/newsid=13559.php
- Abstract de la publication dans Cancer Research : "Titanium Dioxide Nanoparticles Induce DNA Damage and Genetic Instability In vivo in Mice" - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/HCFLg
Des chercheurs du Conseil National de Recherche Canada (CNRC)
venant de domaine différents (médecine, physique, mécanique des fluides, chimie et microbiologie) travaillent ensemble sur la conception de nanoparticules capables d'identifier rapidement divers
microorganismes pathogènes.
Les techniques usuelles de cultures cellulaires nécessitent un délai de plusieurs jours avant d'obtenir une colonie suffisamment importante pour être identifiée. Un dépistage ne durant qu'une ou
deux heures présenterait plusieurs avantages. Premièrement, cela permettrait de prescrire aux patients un traitement mieux adapté et de mettre en place plus rapidement des protections sanitaires,
si nécessaire. Un diagnostique accéléré éviterait l'usage préventif, souvent inutile, d'antibiotiques rendant les souches bactériennes plus résistantes aux médicaments.
Les équipes se concentrent sur la détection de bactéries pathogènes, comme la salmonelle ou les staphylocoques dorés. Plusieurs types de sondes sont élaborés. Certaines nanoparticules sont
paramagnétiques et capturent les microbes en présence d'un champ magnétique. Un simple aimant permet ensuite de rassembler et de récupérer les organismes. D'autres sondes, une fois agglomérées
aux bactéries, permettront de les reconnaître par fluorescence. Les chercheurs ont aussi développé des détecteurs interférant avec des fragments d'ADN, rendant possible l'identification de plus
de 90 bactéries dangereuses. Les chercheurs espèrent concevoir des particules polyvalentes combinant les différentes technologies ou augmenter encore la rapidité des analyses. "On pourrait alors
imaginer un appareil comme celui employé par les diabétiques pour doser le glucose" précise Benoît Simard, chercheur au CNRC.
http://www.nrc-cnrc.gc.ca/fra/dimensions/numero1/pathogenes.html
Des marqueurs fluorescents qui aident le chirurgien à repérer
en temps réel les contours de la tumeur maligne qu’il opère. Des médicaments « intelligents » capables d’être activés à distance dès qu’ils ont atteint leur cible... Comme d’autres
domaines de la médecine, la cancérologie se met à l’heure des nanotechnologies. La plupart de ces minuscules outils, dont la taille est de l’ordre du milliardième (« nano » en grec) de
mètre, n’en sont qu’au stade de la recherche. Mais ils ouvrent, à moyen terme, des perspectives passionnantes tant pour diagnostiquer que pour soigner les cancers. Un symposium international,
récemment organisé à Paris par l’Institut national du cancer (Inca) et l’Inserm, a fait le point sur ces recherches en « onconano ».
Côté diagnostic, l’un des défis majeurs consiste à mettre au point des nanosondes capables de se fixer sur les cellules cancéreuses. Injectées dans l’organisme, elles peuvent ainsi révéler la présence d’une tumeur en émettant un signal, radioactif ou optique par exemple. « Le traceur idéal, qui marque à 100 % les cellules cancéreuses, et uniquement celles-ci, est sans doute un mythe », note d’emblée Philippe Rizo, directeur scientifique de Fluoptics, une start-up du Commissariat à l’énergie atomique (CEA) qui travaille sur deux pistes prometteuses dont l’une, la nanoémulsion de fluorophore, permet d’illuminer le système lymphatique.
Ce traceur, à l’essai chez l’animal, repère les ganglions drainant une tumeur, c’est-à-dire les voies par lesquelles les cellules cancéreuses se disséminent dans le corps du patient. « En protégeant le fluorophore, notre nanémulsion permet d’obtenir une brillance très importante et une très grande stabilité, ce qui permettra d’appliquer cette technique à de nombreux types de cancer », poursuit M. Rizo.
Plus spectaculaire encore, Fluoptics développe un marqueur de la néoangiogénèse, autrement dit la formation de nouveaux vaisseaux sanguins qui accompagne la
croissance des tumeurs cancéreuses. Chez un malade sur quatre, ce traceur fluorescent se fixe aussi sur la tumeur elle-même. Couplé au système optique développé par Fluoptics, « cela aidera
le chirurgien à visualiser directement les cellules potentiellement cancéreuses et les limites de la tumeur pendant l’intervention », prédit M. Rizo en précisant que les cancers de la
cavité abdominale devraient être les premiers concernés.
Actuellement à l’étude chez de petits animaux, ce marqueur devra cependant passer par le même circuit de validation qu’un médicament. Selon le directeur
scientifique de Fluoptics, les premiers essais cliniques sont prévus vers 2011.
« Les techniques de diagnostic par imagerie moléculaire sont prometteuses à assez court terme », confirme le Pr Jean-Yves Blay, cancérologue au centre
Léon-Bérard, à Lyon.
Mais pour ce praticien, les nanotechnologies auront bien d’autres applications dans le dépistage des cancers. « À l’avenir, ces outils permettront de réaliser
de minuscules prélèvements, beaucoup moins traumatisants pour les malades que les biopsies d’aujourd’hui. Les laboratoires sur puce seront aussi très utiles pour étudier de façon très fine les
caractéristiques des tumeurs, avec une série de biomarqueurs. » Un profilage indispensable en vue de traitements personnalisés.
Le versant thérapeutique des nanotechnologies est également en pleine ébullition. Le principe est séduisant : en plaçant les substances médicamenteuses dans
des nanoenveloppes, on modifie profondément leur diffusion dans l’organisme. Soixante-dix fois plus petits qu’un globule rouge, les « nanovecteurs » franchissent aisément les barrières
biologiques, à commencer par les membranes cellulaires.
Au final, l’efficacité est augmentée, et la toxicité du traitement réduite. Plusieurs nanomédicaments (notamment à base de liposomes et de protéines pegylées) sont
déjà commercialisés. L’équipe du Pr Patrick Couvreur de la faculté de Chatenay-Malabry (Hauts-de-Seine) développe de nouvelles générations de nanovecteurs.
Un composé à base de gemcitabine - une chimiothérapie déjà ancienne - et de squalène (le cholestérol du requin) est ainsi à l’étude. L’association de ces deux substances, qui entraîne la formation spontanée de nanoparticules, a déjà obtenu des résultats spectaculaires dans plusieurs types de cancers chez l’animal. Des travaux consistant à envelopper le duo gemcitabine-squalène dans des particules d’oxyde de fer sont également en cours. Objectif : activer le médicament à distance par un aimant quand il a atteint sa cible tumorale.
Les membranes de nanofiltration et d'utrafiltration présentent un intérêt supplémentaire, outre celui d'être très efficaces dans le
retraitement de l'eau ou dans la transformation en eau propre des effluents liquides industriels contaminés avec des métaux ou des huiles : les produits de résidus présentent un pouvoir
calorifique élevé et peuvent être utilisés comme combustible.
Les membranes de nanofiltration et d'ultrafiltration sont également utilisées dans le cadre de travaux financés par le Middle East Desalination Research Centre (le MEDRC, le centre de recherche
de désalinisation du Moyen-Orient1). Ces recherches visent à obtenir de l'eau potable à partir de l'eau de mer. En "pré-traitant" l'eau de mer et en en retirant les contaminants, les membranes
contribuent à réduire l'encrassement des installations mises en oeuvre lors de l'étape suivante du traitement (qu'il s'agisse d'osmose inverse ou de dessalement thermique). On peut ainsi prévenir
l'endommagement des installations et réduire les besoins de réparation ou de remplacement.
Selon le professeur Hilal, "en combinant la bio-remédiation et la technologie de nanofiltration, le procédé de purification de l'eau est intégré - utilisant bien moins d'énergie que le procédé
actuel. Ajoutez à cela le recyclage des produits de résidus comme carburant et vous avez une technologie bien plus verte".
Par ailleurs, les compétences du professeur Hilal et de son équipe de recherche s'étendent également à la microscopie par force atomique (AFM pour Atomic Force Microscopy) : les scientifiques
peuvent donc étudier la façon dont les liquides se comportent au niveau atomique, en particulier comment ils s'écoulent et se séparent (par exemple à travers les pores d'une membrane) Ces
résultats pourraient être utilisés par exemple pour optimiser l'utilisation de l'huile dans un moteur. Les liquides sont également testés sur une large plage de températures, de -50°C à
150°C.
- Université de Nottingham, 12/02/08 - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/sqZxv
- Centre for Clean Water Technologies - http://www.nottingham.ac.uk/~enzmp/ccwt/
- Cardev International - http://www.cardev.com/
- http://www.medrc.org/
Cette nouvelle catégorie de médicaments ralentit la croissance des tumeurs en agissant sur les composantes cellulaires responsables de leur reproduction, selon des chercheurs de l’Université de Toronto et de l’hôpital Princesse Margaret. Leurs travaux, publiés dans le New England Journal of Medecine, montrent qu’environ le tiers des patients qui souffraient de carcinomes bronchiques à petites cellules, le type de cancer du poumon le plus fréquent, étaient toujours en vie un an ou plus après avoir pris le médicament, comparativement au cinquième de ceux qui avaient absorbé un placebo. Le Tarceva ne fait pas que prolonger la survie des personnes atteintes, il améliore également leur condition puisqu’il cause très peu d’effets secondaires négatifs.
Au Canada, le cancer du poumon est le cancer le plus souvent diagnostiqué et le plus mortel. En 2005, 22 200 personnes recevront un diagnostic de cancer du poumon. D’après les statistiques, 1 homme sur 11 sera atteint d’un cancer du poumon au cours de sa vie, et 1 sur 12 en mourra. Chez les femmes, 1 sur 17 sera atteinte d’un cancer du poumon au cours de sa vie, et 1 sur 20 y succombera.