Les nanoparticules d'argent sont introduites dans de nombreux produits de consommation et dispositifs médicaux, en raison de leurs propriétés biocides, qui reposent sur la libération d'ions argent.

Des études montrent que ces usages peuvent conduire à une ingestion journalière d'argent comprise entre un et 80 μg. De plus, l'utilisation de dispositifs médicaux tels que les cathéters ou certains pansements s'accompagne d'une absorption de ces ions par voie sanguine. Quels sont les impacts de ces expositions sur notre santé ?

Pour le savoir, les chercheurs étudient le métabolisme des nanoparticules d'argent dans le foie, à l'aide de modèles cellulaires humains 2D ou de modèles animaux. Or les modèles cellulaires 2D ne permettent pas de décrire de manière exhaustive le rôle des nanoparticules et les modèles animaux n'apportent pas suffisamment d'informations sur les mécanismes cellulaires et moléculaires.

Observer le métabolisme des nanoparticules dans un « pseudo-foie »

Pour dépasser ces limites, des scientifiques de l'Irig ont développé un modèle cellulaire hépatique 3D. Un modèle capable de reproduire des phénomènes in vivo – comme l'excrétion des nanomatériaux transformés dans la bile – ce que ne permettent pas les modèles cellulaires 2D.

Ils ont exposé les hépatocytes, cellules majoritaires du foie, à :

• des nanoparticules d'argent pour simuler une absorption dans le sang,
• un sel d'argent pour simuler une ingestion.

Les images par rayons X acquises au synchrotron ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) et par microscopie électronique 3D révèlent :

• la diffusion d'ions argent dans différents compartiments intracellulaires (cytosol, noyaux, etc.),
• l'accumulation d'ions argent dans des organites cellulaires (vacuoles) et leur excrétion dans les canaux collectant la bile.

Par ailleurs, des analyses chimiques effectuées au synchrotron pointent la présence inédite d'espèces inorganiques Ag₂S, en plus des espèces organiques argent-soufre AgS, déjà observées dans les cultures cellulaires 2D.

Ainsi, la nano-imagerie élémentaire et structurale combinée à la spectroscopie atomique, appliquées à un « pseudo-organe » utilisé comme modèle cellulaire, a permis de découvrir des mécanismes subcellulaires et moléculaires, associés à la transformation des nanoparticules d'argent dans le foie. Autant de résultats qui éclairent les impacts sur notre santé et pourront contribuer au développement de nouveaux nanomatériaux plus sûrs.