Évaluation des Risques et des mécanismes d'interaction des Nanoparticules aux propriétés contrôlées avec les systèmes biologiques multi-échelle (RisquesNano)

Le développement rapide des nanotechnologies au cours des dernières décennies offre de larges perspectives d'utilisation des matériaux à l'échelle nanométrique dans différents domaines de l'industrie, de la technologie et de la médecine. Le développement des nanotechnologies s’accompagne d’une utilisation croissante des nanoparticules (NP), dont les effets biologiques sur l’homme restent insuffisamment caractérisés. L'exposition humaine à ces matériaux nanostructurés est inévitable, car ils peuvent pénétrer dans l'organisme par inhalation, via les aliments, les boissons ou encore via les médicaments, et affecter différents organes et tissus. Le principal but de projet RisquesNano est une meilleure compréhension des différents mécanismes de la toxicité des nanomatériaux à des niveaux moléculaires et cellulaires, permettant de développer un nouveau type de nanomatériaux à toxicité réduite, de surmonter les effets secondaires des nanomatériaux et d'utiliser tous les avantages des nanotechnologies. Le projet propose de concevoir une bibliothèque de NP hydrosolubles, aux propriétés contrôlées (taille, composition chimique, charge de surface), afin d’étudier leurs effets au niveau moléculaire et cellulaire. Des approches optiques permettront d’évaluer les altérations structurales induites sur les protéines sériques modèles : albumine et gammaglobulines. La cytotoxicité et la génotoxicité seront analysées sur des modèles cellulaires humains assurant une fonction barrière. Ainsi, le projet RisquesNano contribuera à définir des critères de conception pour des NP plus sûres, limitant ainsi les risques pour la santé humaine et l'environnement.

Les principaux objectifs de projet RisquesNano sont les suivants :

1. Préparer d’une librairie combinatoire des NP fluorescents hydrosolubles qui diffèrent les unes des autres non seulement par leur taille ou leur composition chimique, mais également par leurs propriétés de surface avec différentes distributions de charges négatives ou positives.

2. Comprendre comment, au niveau moléculaire, le contact direct avec les nanomatériaux peut influencer les propriétés structurales et fonctionnelles de biomolécules modèles : albumine et gammaglobulines du sérum sanguin humain.

3. Comprendre l'impact des nanomatériaux sur la fonction de barrière cellulaire physiologique.

4. Évaluer le taux de dommages de l'ADN, la libération intracellulaire d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et l'induction de l'apoptose après interaction avec des nanomatériaux.

Les objectifs de ce projet multidisciplinaire seront atteints par la convergence de différentes expertises complémentaires dans les domaines des nanotechnologies, des nano-ingénieries, de la biochimie, de l’imagerie cellulaire, et de la biologie moléculaire. Dans l'ensemble, cela rend particulièrement pertinent d’étudier les causes et les mécanismes de l'effet toxique potentiel des nanomatériaux afin de développer des approches standardisées pour le contrôle de la qualité et l'évaluation de la sécurité des nanomatériaux. Les objectifs mentionnés sont d'une importance particulière pour le développement futur des nanotechnologies et nanobiotechnologies.

BioSpecT- UR 7506 (URCA) est une unité de recherche dont les travaux portent sur le développement d’approches biophotoniques, basées en particulier sur la spectroscopie vibrationnelle, pour des applications translationnelles en clinique. BioSpecT a organisé ses travaux selon trois thématiques : 1) le développement méthodologique des techniques biophotoniques, 2) l'analyse chimiométrique des données spectrales 3) Les applications cliniques des techniques biophotoniques : identification de marqueurs spectraux diagnostiques, pronostiques ou theranostiques.

Le/la candidat(e) doit être titulaire d'un master en biologie et en sciences biomédicales ; des connaissances approfondies en biochimie, en immunochimie et en biologie cellulaire sont nécessaires. Des connaissances en nanotechnologie et une expérience dans le domaine des nanomatériaux fluorescents sont souhaitables, mais pas obligatoires. Le/la candidat(e) doit être très motivé, communicatif et capable de s'adapter rapidement. Une excellente maîtrise de l'anglais est également requise.