Synthesis of titanium dioxide nanoparticles with controlled morphology: localization, quantification and toxicological aspects from cells to multi-cellular specimens
Synthèse de nanoparticules de dioxyde de titane de morphologies contrôlées : localisation, quantification et aspects toxicologiques de la cellule à l'organisme pluricellulaire
Résumé
Titanium dioxide nanoparticles are nowadays used in numerous domains. They
enter in particular in the constitution of every day’s products such as paints or cosmetics
(sun screen). The nanometer scale gives them a high reactivity which raises worries about
their possible toxicity. Nanoparticles with controlled morphologies were synthesized and
characterized. They were then introduced in the medium of human cells in cultivation in
order to observe in vitro interactions and identify the reasons of this toxicity. The study was
then extended to in vivo with a multi-cellular specimen: the nematode Caenorhabditis
elegans (C. elegans).
Researches have been focalized on detection, tracking and quantification of nanoparticles at
the scale of single-cells and then in nematodes. The different kinds of synthesized
nanoparticles allowed identifying the physico-chemical properties involved in their toxicity.
Ion beam analyses were conducted in order to visualize and in some case quantify this
nano-objects at the single cell-scale.
Les nanoparticules de dioxyde de titane sont aujourd’hui utilisées dans de
nombreux domaines. Elles entrent notamment dans la constitution de produits d’usage
courant comme les peintures ou certains produits cosmétiques (crèmes solaires). La taille
nanométrique leur confère une réactivité accrue ce qui soulève des inquiétudes sur leur
possible toxicité. Des nanoparticules de morphologies contrôlées ont été synthétisées et
caractérisées. Elles ont ensuite été introduites dans le milieu de cellules humaines en
culture afin d’observer les interactions in vitro et identifier les raisons de cette toxicité.
L’étude a ensuite été étendue à l’in vivo avec un organisme pluricellulaire : le nématode
Caenorhabditis elegans (C. elegans).
Les recherches ont été focalisées sur la détection, la localisation et la quantification des
nanoparticules à l’échelle de la cellule unique puis dans les nématodes. Les différentes
nanoparticules synthétisées ont permis d’identifier les propriétés physico-chimiques
susceptibles d’influer sur la toxicité. Les techniques d’analyse par faisceau d’ions ont permis
de visualiser voire même de quantifier ces nano-objets à l’échelle de la cellule unique.