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 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.