Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Soutenance de Malak Safi, thèse effectuée sous la direction de Jean-François Berret.

Résumé

Nanoparticules inorganiques et nanofils magnétiques : toxicité et étude physique des interactions avec les cellules vivantes

Les nanoparticules inorganiques, grâce à leur taille nanométrique (< 100 nm) sont utilisées dans de nombreuses applications industrielles (cosmétiques, automobiles...) et en biomédecine (traitements anti-cancéreux, vectorisation des médicaments...). Une des grandes questions à ce jour concerne la toxicité de ces nanoparticules et leur impact sur la santé et l’environnement. Etant donné le grand nombre de paramètres mis en jeu dans ce problème, tel que la nature chimique des particules, leur taille, leur état de surface, leurs morphologies, leur mode d’internalisation et le type de cellules ou d’organes ciblés, l’évaluation de la toxicité s’avère être une tâche difficile. L’objectif de notre travail est l’étude de la toxicité de nanoparticules d’oxyde de fer et de cérium et de leurs interactions avec des cellules vivantes. Sur les particules de 10 nm, nous étudions plus particulièrement les effets d’enrobage, de taille et de la forme. Des matériaux nanostructurés supracolloïdaux de type nanofils magnétiques formés par association de particules sont aussi au centre de cette étude. Les tests de viabilité cellulaire ont montré que l’internalisation dans les cellules de mammifères et la toxicité dépendent de la nature de la particule, mais aussi de son enrobage. Des polymères de faible poids moléculaire adsorbés en surface confèrent aux nanoparticules une grande stabilité dans les fluides biologiques, ainsi qu’une bonne furtivité vis-à-vis des cellules. De manière étonnante, les nanofils magnétiques de tailles comprises entre 1 et 10 μm synthétisés sont bien internalisés par les cellules. Leur biocompatibilité et leur biodégradabilité ont été observées, et pourraient ouvrir la voie à des applications en biophysique et en nanomédecine. Mots-clés : nanoparticules, matériaux nanostructurés, enrobage, stabilité colloïdale, cellules vivantes, cytotoxicité, internalisation.