Les nanotubes de carbone peuvent être dégradés biologiquement

nanotube+carboneDes chercheurs suédois1 viennent de montrer pour la première fois, que les nanotubes de carbone peuvent être dégradés biologiquement. Une enzyme, myeloperoxidas (MPO), est en effet capable de s’attaquer à ces nanotubes. Elle est produite dans un certain type de globules blancs, appelés neutrophiles, dont la fonction principale est de neutraliser les bactéries dangereuses. Les chercheurs ont présenté leur découverte dans la revue scientifique spécilaisée Nature Nanotechnology2. Elle va à l’encontre de ce qui était jusqu’à présent admis, c’est-à-dire que les nanotubes de carbone étaient biopersistants.

Ces particules sont constituées d’une unique couche d’atomes de carbone enroulée en forme de tube, d’un diamètre de quelque nanomètre et d’une longueur variant d’un dixième de nanomètre jusqu’à plusieurs micromètres. Les nanotubes sont à la fois plus légers et plus résistants que l’acier et possèdent des propriétés de conduction de l’électricité et de la chaleur très particulières. Ils sont produits, à l’heure actuelle, avant tout pour des applications techniques, mais sont déjà présents dans certains produits de consommation.

La nouvelle étude représente une avancée significative dans le domaine des nanotechnologies, en particulier en nanotoxicologie.

« Notre étude montre désormais qu’il existe un moyen de décomposer les nanotubes biologiquement en composés simples et inoffensifs (de l’eau et du dioxyde de carbone) »

déclare Bengt Fadeel, un des chercheurs de l’équipe.

Cela signifie qu’il est possible de neutraliser les nanotubes de carbone, dans le cas par exemple d’un accident dans une unité de production. Mais la découverte a surtout un intérêt dans le cadre de l’utilisation médicale. Certaines études ont en effet montré que les nanotubes de carbone pouvaient être utilisés pour délivrer des médicaments directement à l’intérieur des cellules. Le problème, jusqu’à présent, a été de contrôler la dégradation de l’enveloppe constituée de nanotubes de carbone, qui peuvent endommager les tissus les tissus.

Les recherches de ces dernières années ont montré des inflammations aiguës lors de tests sur des animaux exposés à des nanotubes de carbone par inhalation on par injection dans la cavité abdominale. L’inflammation et l’altération des tissus qui surviennent lors de l’exposition provoquent une diminution des capacités respiratoires et peuvent être la cause du développement d’un cancer. Il y a quelques années un rapport alarmant a par exemple été publié en mettant en évidence de fortes similitudes entre les nanotubes de carbone et les fibres d’amiante, qui sont biopersistantes et qui peuvent être responsables du cancer du poumon longtemps après l’exposition. Les nanotubes de carbone dégradés grâce à la nouvelle technique ne causent plus d’inflammation chez les souris3.

Qu’est ce qu’un nanotube de carbone ?

Les nanotubes de carbones ont été découverts officiellement par une équipe de chercheurs japonais au début des années 1990. Ils ont une structure tubulaire constituée d’une ou de plusieurs parois de graphite refermée(s) sur elle(s)-même(s). Leur longueur peut atteindre plusieurs dizaines de micromètres alors que leur diamètre extérieur est compris entre 1 et 100 nm. On distingue plusieurs formes de nanotubes de carbone en fonction du nombre de leurs parois : mono-paroi (SWNT), double-parois (DWNT) ou multi-parois (MWNT).

Quelles sont les propriétés des nanotubes de carbone ?

Les nanotubes de carbone ont des propriétés intrinsèques tout à fait impressionnantes. Ils allient une conductivité électrique élevée à une conductivité thermique record et des propriétés mécaniques époustouflantes. Utilisés comme additifs, ils peuvent conférer leurs propriétés aux matériaux et aux revêtements dans lesquels ils sont incorporés.
Leurs applications potentielles sont innombrables et seront nombreuses à être développées dans les prochaines années.
A titre d’anecdote, des analyses récentes montrent que les propriétés remarquables de l’acier des cimeterres utilisés par les guerriers musulmans lors des croisades proviennent de sa composition spécifique qui inclut des nanotubes de carbone multi-parois.

Notes et références

  1. Dans le cadre du programme européen NANOMMUNE coordonné par l’Institut Karolinska, qui rassemble 13 groupes de scientifiques, et en collaboration avec des chercheurs américains. []
  2. Carbon nanotubes degraded by neutrophil myeloperoxidase induce less pulmonary inflammation. Valerian E. Kagan, Nagarjun V. Konduru, Weihong Feng, Brett L. Allen, Jennifer Conroy, Yuri Volkov, Irina I. Vlasova, Natalia A. Belikova, Naveena Yanamala, Alexander Kapralov, Yulia Y. Tyurina, Jingwen Shi, Elena R. Kisin, Ashley R. Murray, Jonathan Franks, Donna Stolz, Pingping Gou, Judith Klein-Seetharaman, Bengt Fadeel, Alexander Star & Anna A. Shvedova. Nature Nanotechnology []
  3. Source : BE Suède numéro 14 []

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