La toxicité des nanoparticules prédite par des ordinateurs
Les nanotechnologies sont actuellement l'une des technologies les plus dynamiques. En manipulant des matériaux à l'échelle atomique, les nanotechniciens peuvent créer des aliments, des textiles, des revêtements de surface, des composants électroniques et de nombreux autres matériaux présentant des propriétés uniques. On ne connaît cependant que peu de chose sur l'impact des nanoparticules sur la santé humaine et l'environnement. L'initiative MOD-ENP-TOX (Modeling assays platform "MAP" for hazard ranking of engineered nanoparticles (ENPs)), financée par l'UE, a créé un programme informatique capable de prévoir la toxicité ou le niveau de risque des nanoparticules métalliques(MeNP). Ces nanoparticules de synthèse, fabriquées à partir de silicium, de titane, d'argent, de zinc et leurs oxydes, sont parmi les plus largement utilisées dans l'industrie. MOD-ENP-TOX a d'abord constitué une base de données avec des données expérimentales publiées sur des nanoparticules de synthèse bien caractérisées en silice et en oxyde de zinc. En étudiant leur interaction avec des systèmes biologiques, les chercheurs ont classé la toxicité potentielle des nanoparticules de synthèse en fonction de leurs propriétés structurelles, physiques et chimiques. Après avoir développé des algorithmes qui ont identifié des nanoparticules métalliques de synthèse avec des motifs de toxicité similaires, ils ont ensuite créé des outils informatiques pour modéliser la toxicité d'un large éventail de nanoparticules de ce type. Les chercheurs ont également développé des modèles pour prévoir les processus cellulaires affectés par les nanoparticules métalliques de synthèse toxiques. Cela comprenait leurs effets sur les mitochondries et leur potentiel à endommager l'ADN ou à interférer avec les processus génétiques. En utilisant le modèle mitochondrial, les chercheurs ont testé leurs outils de prévision de la toxicité en comparant les résultats à des données expérimentales vérifiées. Ils ont ensuite développé plus avant leurs modèles afin de prédire l'effet que des nanoparticules métalliques de synthèse de tailles différentes ont sur les processus cellulaires au fil du temps. Ce développement permettra aux chercheurs d'estimer quand et où ces nanoparticules s'accumulent dans les tissus cibles. En accélérant et simplifiant la prévision du risque présenté par les nanoparticules de synthèse, les outils de modélisation de MOD-ENP-TOX constituent une étape importante vers la conception d'une nouvelle génération de nanomatériaux sûrs. Même si seul un sous-ensemble de nanoparticules métalliques de synthèse a été utilisé pour développer les modèles, ces derniers peuvent facilement être adaptés à d'autres nanoparticules de synthèse. Conséquence importante, la prévision des effets toxicologiques en fonction de la structure des nanomatériaux réduira les recours à l'expérimentation animale.
Mots‑clés
Toxicité des nanoparticules, nanomatériaux, MOD-ENP-TOX, nanoparticules de synthèse, processus cellulaires
