Biodistribution et effets des nanoparticules provenant d'implants dégradables 

Ce projet est consacrée à l'étude de la biodistribution et des effets biologiques des nanoparticules (NPs) libérées par des implants cérébraux biodégradables, pour évaluer les risques éventuels pour la santé. Une attention particulière sera accordée à la manière dont interagissent les NPs irradiés au laser avec les cellules et les tissus du cerveau et dans quelle mesure la taille et la forme des NPs influencent l'interaction avec les cellules.

Contexte
La nanotechnologie, qui utilise de minuscules particules 100 fois plus petites qu'une cellule sanguine, a un énorme impact sur nombre d'applications médicales en pleine émergence, comme  dans le domaine du diagnostic, de l'administration de médicaments ou des implants biodégradables. On utilise des implants NP biodégradables enrichis pour souder au laser, sans suture, les vaisseaux sanguins du cerveau. Du fait de leur taille, les nanoparticules ne sont pas reconnues par le système immunitaire et peuvent ainsi traverser la barrière hémato-encéphalique ou la membrane cellulaire de presque n'importe quelle cellule. L'interaction des nanoparticules avec les cellules peut provoquer un stress oxydatif et/ou conduire à l'expression d'un gène pro-inflammatoire avec pour conséquence une inflammation ou d’autre réaction indésirable du cerveau.

But
L'objectif principal de ce projet est de déterminer la biodistribution des nanoparticules et de quantifier et com-prendre d'éventuels effets secondaires. Du fait qu'à côté de la taille, de la forme et du matériau, les caractéristi-ques physicochimiques des NPs sont extrêmement importantes, nous nous concentrerons sur des NPs non-irradiées ou  irradiées au laser, imitant le processus utilisé pour le soudage assisté par laser de lésions vasculaires dans le cerveau. Ces études montreront comment les nanoparticules se distribuent dans le corps et dans le sang et si elles déclenchent des réactions biologiques, comme par exemple une inflammation dans le cerveau. Dans une première étape, nous produirons et caractériserons soigneusement diverses nanoparticules. Dans l'étape suivante, nous étudierons l'interaction de ces nanoparticules avec des cellules et des coupes du cerveau avec et sans irradiation au laser. Des microscopes optiques et électroniques de dernier cri nous permettront de quantifier l'internalisation des NPs dans les cellules. Des marqueurs fluorescents spécifiques seront utilisés pour mettre en évidence la production d'oxygène actif. Dans une troisième étape, la mobilité et la biodistribution des nanoparticules seront analysées in vivo,  c’est à dire leur absorption par le tissu cérébral environnant, le sang et différents organes comme le foie, la rate, le thymus et les nodules lymphatiques cervicaux au niveau cellulaire. Des marqueurs radioactifs encapsulés dans des NPs nous permettront de suivre les NPs dans tout le corps grâce à un compteur de scintillations.

Portée
Cette étude permettra de mieux connaître l’influence de taille et des spécificités des NPS sur leur absorption par les cellules neuronales et le  tissu du cerveau après libération d'un implant biodégradable, un domaine à peine exploré et très mal compris. Les résultats issus de ce projet pourront contribuer à la somme des bases scientifiques pour l’établissement de la réglementation relative aux NPs.


Titre original: Transport of nanoparticles after release from biodegradable implants

Octroi: CHF 405'944.-
Durée: 36 mois

Responsable du projet
- Prof. Martin Frenz