Une nouvelle recherche sur la réponse moléculaire aux nanoparticules révèle la puissance de la nanoinformatique

29 mai 2023 (Actualités Nanowerk) Des chercheurs ont découvert un nouveau mécanisme de réponse spécifique à l'exposition à nanoparticules qui est commun à plusieurs espèces. En analysant une grande collection d'ensembles de données concernant la réponse moléculaire à nanomatériaux, ils ont révélé un mécanisme de défense épigénétique ancestral qui explique comment différentes espèces, de l'homme à des créatures plus simples, s'adaptent à ce type d'exposition. Le projet a été dirigé par le chercheur doctorant Giusy del Giudice et le professeur Dario Greco au Centre finlandais pour le développement et la validation des approches intégrées (FHAIVE), Université de Tampere, Finlande, en collaboration avec une équipe interdisciplinaire de Finlande, Irlande, Pologne, Royaume-Uni, Chypre , Afrique du Sud, Grèce et Estonie - y compris le professeur associé Vladimir Lobaskin de l'UCD School of Physics, University College Dublin, Irlande. Le papier a été publié dans Natural Nanotechnology (« Une réponse moléculaire ancestrale aux particules de nanomatériaux »). Le directeur du FHAIVE, le professeur Greco a déclaré : « Nous avons démontré pour la première fois qu'il existe une réponse spécifique aux nanoparticules, et elle est liée à leurs nano-propriétés. Cette étude met en lumière la façon dont diverses espèces réagissent aux particules de manière similaire. Il propose une solution au problème « un produit chimique, une signature », limitant actuellement l'utilisation de la toxicogénomique dans l'évaluation de la sécurité chimique. »

La biologie des systèmes rencontre la nanoinformatique

Le professeur agrégé Vladimir Lobaskin, qui est un expert des biosystèmes nanostructurés, a déclaré : « Dans ce travail collaboratif majeur, l'équipe dirigée par l'Université de Tampere et comprenant l'UCD School of Physics a non seulement découvert des réponses communes aux nanoparticules dans toutes sortes d'organismes de plantes. et les invertébrés aux humains, mais aussi les caractéristiques communes des nanomatériaux déclenchant ces réponses. Il a déclaré : « Des dizaines de milliers de nouveaux nanomatériaux arrivent chaque année sur le marché des consommateurs. Il s'agit d'une tâche énorme pour tous les examiner afin de détecter d'éventuels effets néfastes afin de protéger l'environnement et la santé humaine. Il pourrait s'agir de dommages aux poumons lorsque nous inhalons de la poussière, d'une libération d'ions toxiques par des particules de poussière, de la production d'espèces réactives de l'oxygène ou de la liaison des lipides de la membrane cellulaire par des nanoparticules. En d'autres termes, tout commence par des interactions physiques relativement simples à la surface des nanoparticules qui ne sont généralement pas connues des biologistes et des toxicologues mais nécessaires pour comprendre ce que nous devons craindre lorsque nous sommes exposés à des nanomatériaux. Au cours de la dernière décennie, les pays de l'OCDE ont adopté une stratégie d'évaluation de la toxicité tenant compte des mécanismes basée sur l'analyse des voies de survenue d'effets indésirables établissant des relations causales entre les événements biologiques entraînant une maladie ou un effet négatif sur la population. Une fois la voie des effets indésirables déterminée, on peut retracer la chaîne d'événements biologiques jusqu'à l'origine - l'événement initiateur moléculaire qui a déclenché la cascade. Les tentatives d'analyse statistique des données toxicologiques de ces dernières années n'ont pas réussi à identifier les propriétés des nanomatériaux responsables des effets indésirables. Le problème est que les caractéristiques matérielles généralement fournies par les producteurs, telles que la chimie des nanoparticules et la distribution de taille, sont trop basiques et insuffisantes pour faire des prédictions sensées de leur activité biologique. Un travail antérieur, co-écrit par l'équipe de l'UCD School of Physics, a suggéré la collecte de descripteurs avancés de nanomatériaux, en utilisant la science des matériaux computationnelle si nécessaire, pour comprendre les interactions des nanoparticules avec les molécules et les tissus biologiques et permettre la prédiction de l'initiation moléculaire événements. Ces descripteurs avancés peuvent fournir les informations manquantes et inclure les taux de dissolution des matériaux, la polarité des atomes de surface, les énergies d'interaction moléculaire, la forme, les rapports d'aspect, les indicateurs d'hydrophobicité, l'énergie de liaison des acides aminés ou des lipides - ainsi que tout ce qui peut perturber les fonctions cellulaires ou tissulaires normales. Le professeur agrégé Lobaskin et ses collègues du UCD Soft Matter Modeling Lab ont travaillé sur la caractérisation des matériaux in silico et évalué les descripteurs qui sont en corrélation avec le potentiel dangereux des nanoparticules. Il a déclaré : « Dans l'analyse présentée dans ce dernier Natural Nanotechnology papier, nous avons pour la première fois pu voir ce qui est en commun entre différents matériaux associés aux risques pour la santé au niveau moléculaire. Cette publication est la première démonstration de la puissance de la nanoinformatique, un nouveau domaine de recherche étendant les idées de la chimioinformatique et de la bioinformatique, mais aussi une grande promesse : l'utilisation de jumeaux numériques de matériaux créés sur ordinateur nous permettra bientôt de cribler et d'optimiser de nouveaux matériaux. pour la sécurité et la fonctionnalité avant même qu'ils ne soient produits pour les rendre sûrs et durables dès leur conception.

• Contenu propulsé par le référencement et distribution de relations publiques. Soyez amplifié aujourd'hui.
• PlatoAiStream. Intelligence des données Web3. Connaissance Amplifiée. Accéder ici.
• Frapper l'avenir avec Adryenn Ashley. Accéder ici.
• Achetez et vendez des actions de sociétés PRE-IPO avec PREIPO®. Accéder ici.
• La source: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php