Des outils pour évaluer les nanoparticules

Le consortium du projet NANOPUZZLES («Modelling properties, interactions, toxicity and environmental behaviour of engineered nanoparticles»), financé par l'UE, développe des outils et des modèles informatisés pour s'attaquer à ces problèmes. En termes de vitesse et d'exactitude, un modèle informatisé peut être supérieur à des tests expérimentaux. En outre, il élimine ou réduit au minimum les tests sur des animaux.

Le projet NANOPUZZLES modélise les relations entre la structure, les propriétés, les interactions moléculaires et la toxicité de certaines catégories de nanoparticules de synthèse. Les scientifiques ont choisi les nanoparticules d'oxyde de métaux et à base de carbone, à cause de leur utilisation très répandue et de leur disponibilité dans le commerce.

NanoDATA classe les nanoparticules de synthèse en fonction des données physico-chimiques et de toxicité disponibles. NANOPUZZLES a basé son approche sur la spécification ISA-TAB-Nano qui concerne le partage de données de recherche sur les nanomatériaux, au format feuille de calcul. Les données de 200 articles ont été transférées dans des fichiers ISA-TAB-Nano. Des approches nouvelles ont été définies pour estimer la qualité des données.

NanoDESC conçoit un cadre de caractérisation optimale de la structure des nanoparticules de synthèse, qui utilisera les descripteurs adéquats et les catégorisera en fonction des ressemblances de structure. Le projet a défini et identifié de nombreux nouveaux groupes de descripteurs pour servir de base aux modèles prédictifs.

NanoDESC conçoit des modèles pour expliquer et prévoir les interactions des nanoparticules de synthèse avec les systèmes biologiques et les petites molécules. Il s'agira notamment d'étudier les interactions avec les solvants et avec l'environnement, ainsi que des effets des mesures ou de la modélisation sur les résultats (effets de mécanique quantique). L'équipe a conçu un protocole avec des règles pour calculer les interactions (énergies d'interaction).

Enfin, NanoQSAR travaille sur les relations quantitatives entre la structure chimique et les cibles toxicologiques. Ceci établira les relations entre les propriétés expérimentales (basées sur des données validées) et celles découlant du calcul, améliorant la compréhension de la toxicité et du comportement de nouvelles nanoparticules. Cette partie du travail unifie tous les autres résultats du projet. L'équipe a déjà conçu des modèles nano-QSAR initiaux pour certaines conditions.

Les résultats de NanoPUZZLES permettront de caractériser pleinement une nanoparticule et son activité dans l'environnement, sans conduire de nombreuses expériences sur l'animal. Ses outils seront donc très utiles pour la conception de matériaux, les organismes de réglementation et les consommateurs.