On craint de plus en plus que la nanotechnologie puisse avoir des effets toxiques, en particulier des dommages aux poumons. Bien que les nanoparticules aient été liées à des lésions pulmonaires, on ne sait pas comment elles les provoquent.
Dans une étude publiée en ligne le 11 juin dans le Journal of Molecular Cell Biology, des chercheurs chinois ont découvert qu’une classe de nanoparticules largement développée en médecine – les dendrimères de ployamidoamine (PAMAM) – causait des lésions pulmonaires en déclenchant un type de mort cellulaire programmée appelée autophagie. mort cellulaire. Ils ont également montré que l’utilisation d’un inhibiteur d’autophagie empêchait la mort cellulaire et neutralisait les lésions pulmonaires induites par les nanoparticules chez la souris.
Les lésions pulmonaires sont la principale préoccupation de toxicité humaine entourant la nanotechnologie, des études montrant que la plupart des nanoparticules migrent vers les poumons. Cependant, il existe également des inquiétudes quant au potentiel de dommages à d’autres organes.
Dans l’étude, les chercheurs ont d’abord montré, à travers plusieurs expériences indépendantes, que plusieurs types de PAMAM tuaient des cellules pulmonaires humaines en laboratoire. Ils n’ont observé aucune preuve que les cellules mouraient par apoptose, mais que les particules déclenchaient la mort cellulaire autophagique par la voie de signalisation Akt-TSC2-mTOR. L’autophagie est un processus qui dégrade les matériaux endommagés dans une cellule et joue un rôle normal dans la croissance et le renouvellement des cellules, mais les scientifiques ont découvert que parfois une suractivité de ce processus de destruction conduit à la mort cellulaire.
Les chercheurs ont également découvert que le traitement des cellules avec un inhibiteur d’autophagie connu sous le nom de 3MA inhibait considérablement le processus, augmentant le nombre de cellules ayant survécu à l’exposition aux nanoparticules.
«Ces résultats, pris ensemble, ont montré que l’autophagie joue un rôle essentiel dans la mort cellulaire induite par les nanoparticules», a déclaré le Dr Jiang.
Les scientifiques ont ensuite testé leurs découvertes sur des souris. Ils ont constaté que l’introduction de nanoparticules toxiques augmentait considérablement l’inflammation pulmonaire et les taux de mortalité chez les souris, mais l’injection aux souris de l’inhibiteur d’autophagie 3MA avant d’introduire les nanoparticules améliorait considérablement les lésions pulmonaires et améliorait les taux de survie.
« Ces expériences indiquent que l’autophagie est effectivement impliquée dans les lésions pulmonaires causées par ces nanoparticules et que l’inhibition de ce processus pourrait avoir des effets thérapeutiques », a déclaré le Dr Jiang. « Nous devrons probablement rechercher de nouveaux inhibiteurs supplémentaires pour bloquer les lésions pulmonaires car ce composé particulier n’est pas stable chez l’homme, mais cela nous donne une avance prometteuse pour la première fois. »
« Notre étude a identifié le principe de développement de tels composés. L’idée est que, pour augmenter la sécurité de la nanomédecine, des composés pourraient être développés qui pourraient être incorporés dans le nano produit pour se protéger contre les lésions pulmonaires, ou les patients pourraient recevoir des pilules pour contrebalancer les effets », a déclaré le Dr Jiang, ajoutant que les résultats pourraient également fournir des informations importantes sur la manière dont les nanopaticules provoquent d’autres effets toxiques.
