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RÉSUMÉ
La résistance bactérienne aux antibiotiques représente un problème de santé public majeur. Les nanoparticules d'argent, d'oxydes métalliques et les nanocarbones pourraient constituer une alternative aux antibiotiques. L'effet antimicrobien des nanoparticules est inversement proportionnel à leur taille. En effet, à l'échelle nanométrique les nanoparticules possèdent une efficacité améliorées par rapport aux mêmes matériaux de plus forte taille. L'application médicale des nanoparticules est possible pour certaines qui sont cytotoxiques contre les microbes mais pas contre les cellules de mammifères.
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Jasmina VIDIC : Ingénieur de recherche à l'Institut national de la recherche agronomique (INRA), Laboratoire virologie et immunologies moléculaires, Jouy-en-Josas. Elle est responsable du plateau biophysiques et interlocuteur privilégié de son équipe pour le réseau C'Nano-Île-de-France [email protected]
INTRODUCTION
La résistance bactérienne aux antibiotiques représente un problème de santé public majeur. Les nanoparticules d'argent, d'oxydes métalliques et les nanocarbones pourraient constituer une alternative aux antibiotiques. L'effet antimicrobien des nanoparticules est inversement proportionnel à leur taille. En effet, à l'échelle nanométrique les nanoparticules possèdent une efficacité améliorées par rapport aux mêmes matériaux de plus forte taille. L'application médicale des nanoparticules est possible pour certaines qui sont cytotoxiques contre les microbes mais pas contre les cellules de mammifères.
Resistance to antibiotics in bacteria represents a worldwide public health problem. Silver nanoparticles, metal oxides or nanocarbones can be an alternative to antibiotics. The antimicrobial efficacy of the nanoparticles is inversely correlated with their size. At nanoscale particles have improved specificity and efficiency compared to the same materials of greater size. The medical application of nanoparticles is possible because some nanoparticles are cytotoxic against bacteria but not against mammalian cells.
activité antimicrobienne, oxydes métalliques, nanoparticule d'argent, nanotubes, mécanismes d'action, nanoparticules de dioxyde de titane, toxicité environnementale.
antimicrobial activity, metal oxides, silver nanoparticles, nanotubes, mechanism of action, titanium dioxide nanoparticles, environmental toxicity.
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10. Glossaire
Le préfixe nano signifie un milliardième (10–9), et un nanomètre (nm) est le milliardième de mètre (10–9 m).
Le défi de développer des nanomatériaux est lancé en 1959 par le prix Nobel de physique Richard Feynman lors que la réunion de la Société américaine de la physique, le 29 décembre 1959 : « il y a plein de place en bas de l'échelle… lorsque nous aurons quelques contrôles sur l'arrangement des atomes à une petite échelle, nous découvrirons que la matière possède des propriétés énormément plus étendue et qu'avec nous pourrons réaliser beaucoup plus de choses ».
La surface spécifique est la surface totale de la particule normalisée par la masse. Ainsi, une nanoparticule de 10 nm de diamètre aura une surface spécifique 10 fois plus importante qu'une nanoparticule de 300 nm à masse égale. Des études ont révélé l'influence de la surface spécifique dans l'activité biologique des particules. Par exemple, le traitement des bactéries E. coli par des nanoparticules de ZnO de 7 nm réduit la viabilité bactérienne de 98 % au bout de trois heures, alors que la même masse de particules de ZnO de 800 nm de diamètre la réduit de 68 % (Appelot et al., 2009).
La réactivité de surface des nanoparticules est forte due à la présence de sites d'adsorption inédits et à la diminution significative de l'énergie de surface lors de l'adsorption. Les nanoparticules peuvent se lier aux protéines, lipides, polysaccharides, acides nucléiques, etc., ce qui est susceptible de modifier la réactivité de surface, mettant ainsi en avant de nouvelles fonctionnalités en modifiant le comportement de la nanoparticule. Ce phénomène peut également influencer le comportement des molécules biologiques.
Comportement unique des nanoparticules vis-à-vis du vivant est en relation avec leurs tailles. Les nanoparticules se situent à l'échelle moléculaire comprise entre celle d'une molécule d'ADN de 2,5 nm de large et celle d'une mitochondrie de plusieurs centaines de nm de diamètre. Grâce à leur petite taille les nanoparticules s'accrochent facilement aux composants biologiques. La nanomédicine et la pharmacologie explorent cette propriété pour développer les nanoparticules comme vecteurs de médicaments vers des cellules et molécules biologiques cibles.
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LAI (J.C.), LAI (M.B.), JANDHYAM (S.), DUKHANDE (V.V.), BHUSHAN (A.), DANIELS (C.K.), LEUNG (S.W.) - Exposure to titanium dioxide and other metallic oxide nanoparticules induces cytotoxicity on human neural cells and fibroplasts. - Int. J. Nanomed., 3(4), p. 533-545 (2008).
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(3) - SINGH (M.), SINGH (S.), PRASAD (S.), GAMBHIR (I.S.) - Nanotechnology in Medecine and Antibacterial Effect of Silver Nanoparticles. - Digest J. Nanomat. Biostruct., 3(3), p. 115-122 (2008).
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(4) - SHRIVASTAVA (S.), BERA (T.), ROY (A.), SINGH (G.), RAMACHANDRARAO (P.), DASH (D.) - Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles. - Nanotechnology, 18, 225103, 9 p. (2007).
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(5) - SHAHVERDI (A.R.), FAKHIMI (A.), SHAHVERDI (H.R.), MINAIAN (S.) - Synthesis and effect of silver nanoparticles on the antibacterial activity of different antibiotics against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. - Nanomed :...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
L'Union européenne a créé en 2002 le 6e programme-cadre structurant appelé Nano2Life http://www.nano2life.org
Parmi les réseaux nationaux on peut mentionner « C'NANO Île-de-France » http://www.cnanoidf.org/
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