Comment les nanotubes de carbone interagissent avec les

COMMENT LES NANOTUBES DE CARBONE INTERAGISSENT AVEC LES
MACROPHAGES : CE QUE NOUS DIT LA MICROFLUORESCENCE X
C. Bussy, J. Cambedouzou, J. Doucet et P. Launois
en collaboration avec S. Lanone et J. Boczkowski (INSERM).
Réf. : Nano Lett. 8 (9), 2659-2663 (2008).
Les nanotubes de carbone présentent des propriétés mécaniques et électroniques exceptionnelles et
pourraient être les matériaux du futur… à condition de s’avérer raisonnablement peu toxiques. L’étude
de leur toxicité éventuelle fait donc actuellement l’objet de nombreuses études.
Afin d’étudier leurs interactions avec des cellules, nous avons réalisé des expériences de microscopie
par fluorescence X utilisant le rayonnement synchrotron (ESRF, Grenoble). Cette méthode d’analyse
chimique locale, en fort développement en biologie, n’avait pas été utilisée jusqu’alors pour étudier
des nanotubes de carbone. Nous avons choisi d’étudier différentes sortes de nanotubes (multiparois ou
monoparois, ayant ou non subi un traitement chimique de purification) au contact de cellules
macrophages dont le rôle est d’internaliser les organismes étrangers. La cartographie chimique réalisée
par fluorescence X nous a permis de montrer que : (1) les différents nanotubes étudiés sont internalisés
par les cellules macrophages, (2) l’internalisation des nanotubes multiparois et des nanotubes
monoparois non purifiés induit un excès de calcium intracellulaire, par comparaison avec des cellules
contrôles (non exposées). Ce n’est pas le cas, dans les conditions des expériences, pour les cellules
exposées aux nanotubes monoparois purifiés. Des tests biologiques complémentaires ont montré que
le calcium est impliqué dans la réponse biologique des macrophages exposés aux nanotubes
concernés. Ces expériences pointent ainsi du doigt un nouveau paradigme pour comprendre les
mécanismes en jeu dans la toxicité cellulaire des nanotubes.
Microfluorescence X (ID21, ESRF) : cellule macrophage exposée à des nanotubes de carbone monofeuillets
non purifiés. Cartes élémentaires du phosphore (P), élément caractéristique de la cellule, qui dessine donc son
contour, et du fer (Fe), associé aux particules catalytiques attachées aux nanotubes. Les nanotubes sont
localisés dans la cellule. La carte du calcium (Ca) illustre l’incorporation de calcium par la cellule qui a
« ingéré » les nanotubes.
Ce travail a bénéficié du soutien financier de l’ANR (programme SEST) et de la région Ile-de-France dans le
cadre de C’Nano IdF, ainsi que de l’aide d’E. Leccia, V. Heresanu, N. Brun, C. Mory (LPS), de M. Pinault et M.
Mayne-L’Hermite (LFP, CNRS-CEA, Saclay) et de M. Cotte (ESRF, Grenoble). Les nanotubes multiparois ont
été synthétisés au LFP, ceux monoparois ont été achetés auprès de la compagnie CNI, USA.