Cycle de vie de nanoparticules magnétiques dans l’organisme

Life cycle of magnetic nanoparticles in the organism

¹ Laboratoire Matière et Systèmes Complexes, CNRS – Université Paris Diderot, 75205 Paris Cedex 13, France
² Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques, CNRS – Université Paris Diderot, 75205 Paris Cedex 13, France
³ INRA UMR 1313 – Génétique Animale et Biologie Intégrative – Plate-forme MIMA2, 78352 Jouy-en-Josas Cedex, France

Auteur correspondant : Florence Gazeau, florence.gazeau@univ-paris-diderot.fr

Reçu : 25 Juin 2014

Résumé

Malgréune utilisation toujours croissante de nanomatériaux, leur devenir dans l’organisme reste peu étudié et mal connu. Une meilleure compréhension des interactions entre nanoparticules et environnement biologique est nécessaire pour maîtriser une éventuelle toxicité et développer leurs applications médicales. Dans cet objectif, il est urgent de développer des méthodologies pour détecter, quantifier et suivre l’évolution de nanoparticules dans un milieu biologique complexe en couvrant les échelles pertinentes, du nanomètre au tissu. Dans ce travail, nous décrirons le cycle de vie de nanoparticules magnétiques dans l’organisme, en suivant leurs transformations au cours du temps, de l’injection à l’élimination. Contrairement aux approches de nanotoxicologie, nous adoptons le point de vue des nanoparticules pour identifier l’influence de l’environnement biologique sur leurs propriétés et leur devenir (interactions avec les protéines, confinement cellulaire, dégradation...). Il s’agit d’établir des liens entre la structure initiale des nanoparticules et leur cycle de vie.

Abstract

The use of nanomaterials drastically increases and yet their behavior in living organisms remains poorly examined. At the same time a better comprehension of the interactions between nanoparticles and the biological environment would allow us to limit potential nanoparticle-based toxicity and fully exploit nanoparticles medical applications. In this perspective, it is high time we develop methods to detect, quantify and follow the evolution of nanoparticles in the complex biological environment, spanning all relevant scales from the nanometer up to the tissue level. In this work we follow the life cycle of magnetic nanoparticles in vivo, focusing on their transformations over time from administration to elimination. As opposed to traditional nano-toxicological approaches, we herein take the nanoparticle perspective and try to establish how biological environment might impact the particles properties and their fate (interaction with proteins, cell confinement, degradation...) from their initial state to a series of changes a nanoparticle might undergo on its journey throughout the organism.