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Les fullerènes : un danger pour la santé ?

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Les fullerènes montrent des signes de toxicité depuis quelque temps mais les choses ne sont pas encore claires. Des chercheurs de l'Université de Calgary ont effectué des simulations numériques montrant comment le mythique C60 pouvait pénétrer à l'intérieur des cellules.

Représentation d'une molécule de fullerène C60. Crédit : Chris Ewels

Les  nanotubes et les fullerènes sont des stars constantes de l'actualité scientifique, en particulier dans le domaine des nanotechnologies. De nombreux laboratoires sur la planète explorent les propriétés et les applications possibles de ces nouveaux matériaux, inspirés par les rêves d'ascenseur spatial d'Arthur Clarke ou par la feuille de route de Richard Feynman, quand ce ne sont pas les spéculations débridées d'un Eric Drexler.

Cette fièvre causée par l'exploration et les promesses du nanomonde ne doit cependant pas faire oublier les dures réalités : nanotubes et fullerènes ont un potentiel toxicologique certain.

Dans le cas des nanotubes, une étude récente a d'ailleurs démontré que certains d'entre eux induisaient des effets similaires à ceux des fibres d'amiante et donc un risque de cancer. Dans le cas des fullerènes, certaines études montrent que ces nanoparticules en forme de ballon de football peuvent passer la  barrière hémato-encéphalique, la membrane qui sépare la circulation sanguine et le liquide céphalo-rachidien (le fluide dans lequel baigne le cerveau et la moelle épinière). Quand on sait que cette barrière évite le passage d'un certain nombre de bactéries ou de toxines dans le cerveau, on mesure les risques possibles des nanoparticules. Cela peut toutefois être un avantage, car la barrière empêche aussi certains médicaments de pénétrer, des fullerènes pourraient donc jouer le rôle de transporteur.

Mais des expériences ont montré que les « buckyballs », nom donné au C60 en l'honneur de l'architecte américain Richard Buckminster Fuller (l'inventeur du dôme géodésique), pouvaient causer des dommages aux cellules du cerveau de certains poissons. Or, les fullerènes sont déjà utilisés dans l'industrie et devraient l'être encore plus dans l'avenir. C'est pourquoi le biochimiste de l'Université de Calgary Peter Tieleman a décidé d'étudier la question de la toxicité des fullerènes avec ses collègues. Ils viennent de publier le résultat de leurs travaux dans Nature Nanotechnology.

Les molécules "ballon de football" sur la grille

Spécialisé dans la biophysique des membranes cellulaires et dans la bioinformatique, Tieleman a utilisé la WestGrid, une grille informatique faisant intervenir un réseau d'ordinateurs travaillant ensemble et fournissant la puissance d'un supercalculateur. On peut avec elle simuler le comportement complexe de molécules ou de membranes cellulaires comportant un très grand nombres d'atomes. Les chercheurs ont découvert que dans ce monde virtuel les molécules de C60 ne perforent pas les membranes cellulaires de façon mécanique mais qu'elles peuvent en revanche s'y dissoudre aisément pour se rassembler ensuite à l'intérieur des cellules. Là, les fullerènes pourraient causer des dommages comme semble l'indiquer certains résultats expérimentaux.

Ces observations ne sont que virtuelles mais elles sonnent comme un avertissement. On peut espérer mieux comprendre les risques potentiels de ces molécules magiques qui pourraient dans un avenir proche faire partie de notre environnement quotidien, par exemple en stockant l’hydrogène des futures voitures.

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