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Une purification du sang efficace grâce à des nanoparticules magnétiques

 

Des nano-aimants capables de se lier à des toxines ou métaux spécifiques peuvent être utilisés pour éliminer du sang des substances toxiques. Avec son équipe, Beatrice Beck Schimmer a développé un nouveau procédé de purification du sang efficace, dont les risques sont faciles à évaluer.

Contexte (projet de recherche terminé)

Des nanoparticules ferriques recouvertes d’une couche de carbone sont magnétiques, extrêmement mobiles, et leur surface peut en outre être conçue de manière à ce qu’elle se lie de façon spécifique à certaines substances. En collaboration avec une équipe interdisciplinaire de cliniciennes et cliniciens et de chercheuses et chercheurs, Beatrice Beck Schimmer a étudié une possible utilisation de ce type de nanoparticules pour purifier le sang après un surdosage de médicament, en cas d’inflammation importante ou encore d’empoisonnement du sang. Les nano-aimants ont été introduits, par voie extracorporelle dans du sang contaminé par des agents toxiques, pour être ensuite à nouveau isolés et extraits du sang grâce à un aimant externe qui se lie aux substances toxiques. Les nano-aimants ont été introduits, chez le rat, par voie extracorporelle dans du sang contaminé par des agents toxiques, pour être ensuite à nouveau isolés et extraits du sang grâce à un aimant externe qui se lie aux substances toxiques. Le sang ainsi purifié a ensuite été réinjecté aux animaux. L’équipe a cherché à déterminer la sélectivité et l’efficacité de cette purification du sang. Les chercheuses et chercheurs ont étudié les risques potentiels de cette nouvelle méthode, notamment l’éventuelle influence des nanoparticules sur les cellules sanguines, la coagulation ou le déclenchement d’une inflammation. Il a aussi été envisagé, comme autre risque possible, un dysfonctionnement éventuel de l’aimant externe, conduisant ainsi à l’introduction de nano-aimants dans le corps en même temps que le sang réinjecté.

Résultats

A l’aide des nanoparticules magnétiques recouvertes d’une couche de carbone développées dans ce projet, des molécules, petites ou grosses, présentes dans le sang ont pu être rapidement liées à leur surface et être ensuite efficacement retirées du sang grâce à un aimant externe. En interaction avec certains composants du sang comme les cellules et le plasma, les nanoparticules n’ont induit ni modifications de la coagulation, ni inflammation. Les nanoparticules réintroduites dans le sang du fait de l’éventuel dysfonctionnement d’un aimant s’accumulent dans les tissus d’organes spécifiques, comme les poumons, le foie et la rate, où ils restent détectables un certain temps. Les expériences de long terme sur les souris ont montré que les nanoparticules ne provoquent ni inflammation, ni décès cellulaire, ni tumeurs, que ce soit sous forme aigue ou à terme, dans les organes de stockage étudiés, soit les poumons et le foie.

Importance

Après l’évaluation attentive des risques et dangers, cette application prometteuse dans le domaine de la nanomédecine constitue un pas décisif pour pouvoir passer du laboratoire et se rapprocher d’une utilisation pour les patients. Aussi sensibles que soient certains essais réalisés dans le cadre de la détermination des risques, ceux-ci doivent être soigneusement effectués. Il est important de toujours conserver à l’esprit le rapport entre masse relativement restreinte et surfaces très étendues. Ces essais donnent lieu à des possibilités uniques pour les procédés de purification du sang. Il faut tenir compte du fait qu’une activation indésirable de la surface des nanoparticules stockées dans les tissus peut comporter certains inconvénients. Par conséquence, seule une utilisation extracorporelle est recommandée actuellement.

Titre original

Metal Nanomagnets for Medicine – Towards Single Cell Surgery

Direction du projet

  • Prof. Beatrice Beck Schimmer

Autre requérant-e-s

  • Prof. Pierre-Alain Clavien
  • Prof. Rolf Graf
  • Prof. Wendelin Stark

 

 

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 Contact

Prof. Beatrice Beck Schimmer Physiologisches Institut
Universität Zürich
Winterthurerstrasse 190 8057 Zürich +41 44 255 26 96 beatrice.beck@usz.ch