Germain
CELLULAR UPTAKE OF NANOPARTICLES: ANALYSIS USING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY (TEM) AND FLOW CYTOMETRY
INTRODUCTION
L’utilisation de nanoparticules comme plates-formes pour les nanocapteurs cellulaires est une avancée prometteuse dans le domaine de la recherche biomédicale. Dans cet article, nous nous penchons sur l’étude de l’internalisation des nanoparticules Pr3+:LaF3 par les cellules du carcinome pulmonaire humain A-549. Notre objectif est d’analyser l’influence de la morphologie des nanoparticules (nanoplaques et nanosphères) sur leur cytotoxicité et leur dynamique d’internalisation.
METHODES
Nous avons utilisé la microscopie électronique en transmission (MET) et la cytométrie en flux pour mener nos expériences. La MET nous permet de visualiser les cellules avec une résolution spatiale de 0.2 nm, tandis que la cytométrie en flux nous permet d’analyser la diffusion de la lumière laser par les cellules.
RESULTATS
Nous avons constaté que tant les nanoplaques que les nanosphères sont facilement internalisées par les cellules A-549 via la macropinocytose après 2, 10 et 24 heures d’exposition aux nanoparticules. Cependant, les nanoparticules n’ont pas été observées dans les noyaux cellulaires ni dans d’autres organites. La macropinocytose entraîne la formation de vésicules relativement grandes (0.2-5 μm). Les expériences de cytométrie en flux ont révélé que l’internalisation des nanoparticules entraîne une augmentation de l’inhomogénéité optique des cellules, ce qui se traduit par une intensité de diffusion latérale accrue d’environ 10% pendant 24 heures. Il est probable que cela soit dû au fait que la macropinocytose est un processus dynamique, avec des macropinosomes qui se déplacent à la fois dans le cytoplasme et vers la membrane cellulaire, libérant le contenu dans l’espace extracellulaire.
CONCLUSIONS
Les nanoplaques et les nanosphères présentent une faible toxicité et sont facilement internalisées par les cellules. Ces résultats ouvrent la voie à la création de nanocapteurs cellulaires. Par ailleurs, la luminescence des nanoparticules Pr3+:LaF3 dépend de la température dans la plage de température physiologique (20 à 60 ºC). Cette propriété, associée à la dimensionnalité nanométrique des nanoparticules, permettrait la détection de température au niveau cellulaire avec une résolution spatiale inférieure à un micromètre. De tels capteurs de température sont importants en biologie fondamentale et en pharmacologie, car ils permettent d’étudier les réponses thermodynamiques des cellules face à des stimuli externes. Dans nos travaux futurs, nous prévoyons de diriger les nanoparticules vers des organites cellulaires spécifiques en créant une coque biocompatible autour d’elles, contenant des molécules organiques spéciales pour une liaison ciblée. Nous avons également l’intention de cartographier la température de la cellule entière au microscope.
Pour plus d’informations sur cette recherche, consultez l’article original publié dans le Journal of Nanoparticle Research.
(Référence: Kazan Federal University – https://www.eurekalert.org/multimedia/555357)
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