Nous synthétisons à façon différents nano-objets d’or de tailles et morphologies contrôlées. Ceci nous permet de synthétiser les nanomatériaux les plus appropriés pour chaque projet, de pouvoir les fonctionnaliser par des ligands d’intérêt selon les propriétés visées (peptide, protéine, polymère PEGylé, surfactant ...) [Gilles2014] et de contrôler pour chaque lot les caractéristiques obtenues, afin d’assurer la reproductibilité dans les expériences ultérieures.

Images de différents types de nanoparticules d’or obtenues par microscopie électronique.

Nous disposons d’un parc instrumental varié pour des analyses de routine (spectroscopie UV-visible, spectroscopies vibrationnelles, diffusion de la lumière, zétamétrie, HPLC, microcalorimétrie) et utilisons la plateforme Imagerie-Gif pour les expériences de microscopie électronique (transmission, cryo-MET, EDX).

La caractérisation des interactions entre les nanoparticules et le rayonnement est encore loin d’être élucidée. [Gilles 2018, Brun 2016,  Brun2024] C’est pourquoi nous avons développé une approche des mécanismes mis en jeu, systématique et quantitative, faisant défaut dans la littérature. En particulier, nous avons mis au point la quantification des espèces produites en solution (électrons, radicaux hydroxyle) lors de l’interaction d’un rayonnement ionisant avec des nanoparticules [Sicard-Roselli2014, Gilles 2018, Brun2020]. Nous avons ainsi étudié l’influence du recouvrement de surface et de la taille des nanoparticules, ainsi que celle de l’énergie et de la nature du rayonnement incident [Gilles2014, Baldacchino2019]. Différents nanomatériaux dans des conditions d’irradiation variées continuent d’être étudiés [Ducrozet2021, Ducrozet2023]. Nous portons également une attention particulière aux molécules de solvant en surface des nanoparticules, dont le rôle prépondérant a déjà été mis en évidence expérimentalement. Une collaboration étroite avec le groupe ThéoSim de l’ICP permet des allers-retours théorie/expérience, ce qui facilite une meilleure compréhension de ces phénomènes complexes [Tandiana2021, Tandiana2022, Brun2024]]

Représentation schématique de la production d’espèces réactives par l’interaction nanoparticules - rayonnement

Les articles portant sur la radiosensibilisation de cellules cancéreuses sont essentiellement descriptifs avec une réponse binaire (oui/non) à la question : cette NP-ci induit-elle une radiosensibilisation sur le (ou les) type(s) cellulaire(s) retenu(s) ? Etant donné le nombre de paramètres variables d’une étude à l’autre (NP – nature, taille, chimie de surface, …; protocole d’irradiation – type d’incubation, de rayonnement, dose, débit de dose, .. ; cellules), il est très difficile d’extraire de l’information utile quant à l’origine de la radiosensibilisation. Les infrastructures présentes à l’ICP (laboratoire L2, plateforme SpiCy) nous permettent de mener sur site des expériences in cellulo. Nous pouvons ainsi, dans la continuité des études physico-chimiques, tester de manière systématique l’effet radiosensibilisateur de nanoparticules sur différents modèles de cellules humaines saines et cancéreuses. Nous nous intéressons également à l’effet « biologique » des nanoparticules, c’est-à-dire indépendant de l’énergie supplémentaire déposée par l’interaction avec le rayonnement.