Les nanoparticules métalliques occupent une place de plus en plus importante, tant dans les procédés industriels que dans la recherche biomédicale. Néanmoins, les réponses cellulaires à ces nanoparticules pouvant entraîner des phénomènes toxiques sont encore mal connues et doivent être étudiées en détail et au cas par cas.
Des chercheurs de notre laboratoire ont étudié les réponses des macrophages aux nanoparticules de cuivre et d'oxyde de cuivre par un crible à large spectre basé sur l'expression des protéines, l'analyse protéomique. Ces nanoparticules sont utilisées comme bactéricides dans les encres conductrices ou encore dans la dépollution de l'eau. Les macrophages sont des cellules spécialisées dans l'ingestion et la destruction de particules en tout genre (débris cellulaires, bactéries, virus, particules organiques et minérales). Ils sont impliqués dans la réponse immunitaire et dans l'inflammation, d'où leur rôle dans la silicose et l'asbestose.
L'analyse protéomique de la réponse des macrophages aux nanoparticules de cuivre et d'oxyde de cuivre a permis de mettre en évidence différentes altérations du fonctionnement cellulaire, qui ont été ensuite vérifiées par des expériences ciblées. Il a été ainsi possible de mettre en évidence des perturbations des fonctions clés des macrophages (phagocytose, production de médiateurs inflammatoires), ainsi que des perturbations dans les fonctions cellulaires classiques (stress oxydant, mitochondries). Ces études ont aussi permis de mettre en évidence des phénomènes de toxicité croisée, par exemple entre les nanoparticules d'oxyde de cuivre et certains pesticides biologiques.
Ce dernier exemple montre tout l'intérêt des études à large spectre pour aborder de façon raisonnée les problèmes de toxicité multiples, en particulier ceux liés aux nanoparticules, qui sont au cœur de la toxicologie moderne.
A - Les macrophages sont mis en contact avec les nanoparticules qu'ils ingèrent (flèches vertes).
B, C - Les protéines sont ensuite extraites, analysées en protéomique, et celles dont la quantité est modifiée sous l'effet des nanoparticules sont déterminées (flèches rouges). L'identification de ces protéines met en évidence les modifications du fonctionnement cellulaire, qui sont ensuite étudiées en détail.
Recherches réalisées dans le cadre de recherches soutenues par le programme transversal Toxicologie du CEA et par le Labex Serenade, en association avec des équipes de la DSM (Grenoble et Saclay) et en collaboration avec des équipes associées à l'Université de Strasbourg.
L'asbestose est une affection, spécifique de l'amiante.