Des scientifiques affirment que l’enzyme humaine naturelle peut biodégrader le graphène

Anonim

La dégradation du graphène vierge se produit dans le corps humain lorsqu’elle interagit avec une enzyme naturellement présente dans les poumons, ont annoncé les partenaires de Graphene Flagship; le CNRS, l'Université de Strasbourg, l'Institut Karolinska et l'Université de Castilla – La Mancha (UCLM).

Les produits à base de graphène, y compris les appareils électroniques biomédicaux flexibles, sont conçus pour une interface avec le corps humain dans le cadre du projet phare Graphene. Si le graphène doit être utilisé pour de telles applications biomédicales, il doit être biodégradable et être ainsi expulsé du corps.

Pour tester le comportement du graphène au sein de l'organisme, Alberto Bianco et son équipe du partenaire de Graphene Flagship, le CNRS, ont effectué plusieurs tests pour déterminer si et comment le graphène était dégradé par l'ajout d'une enzyme humaine commune. L'enzyme, la myéloperoxydase (MPO), est une enzyme peroxyde libérée par les neutrophiles, des cellules présentes dans les poumons et responsables de l'élimination des corps étrangers ou des bactéries qui pénètrent dans l'organisme. Si un corps étranger ou une bactérie est détecté à l'intérieur du corps, les neutrophiles l'entourent et sécrètent de la MPO, détruisant ainsi la menace. Des travaux antérieurs réalisés par les partenaires de Graphene Flagship ont révélé que MPO biodégrade l’oxyde de graphène. Toutefois, on pensait que la structure du graphène non fonctionnalisé était plus résistante à la dégradation. Pour tester cela, Bianco et son équipe ont examiné les effets de la MPO, ex vivo, sur deux formes de graphène: une ou plusieurs couches.

Bianco déclare: "Nous avons utilisé deux formes de graphène à une et à plusieurs couches, préparées par deux méthodes différentes dans l'eau. Elles ont ensuite été prises et mises en contact avec la myéloperoxydase en présence de peroxyde d'hydrogène. Cette peroxydase a pu se dégrader et les oxyder. Ce n'était pas vraiment prévu, car nous pensions que le graphène non fonctionnalisé était plus résistant que l'oxyde de graphène. "

Rajendra Kurapati, premier auteur de l’étude du CNRS, partenaire de Graphene Flagship, a déclaré: «Les résultats soulignent que le graphène hautement dispersible pourrait être dégradé par l’action des neutrophiles, ce qui ouvrirait la voie au développement de matériaux à base de graphène. "

Le test in vivo est la prochaine étape. Bengt Fadeel, professeur à l'Institut Karolinska, partenaire de Graphene Flagship, explique: "Il est important de savoir si le graphène est biodégradable ou non pour les applications biomédicales et autres de ce matériau. Le fait que les cellules du système immunitaire soient capables de manipuler

Maurizio Prato, responsable du Work Package 4, a déclaré: "La dégradation enzymatique du graphène est un sujet très important car, en principe, le graphène dispersé dans l'atmosphère pourrait avoir des effets nocifs. S'il existe des micro-organismes capables de dégrader le graphène et matériaux connexes, la persistance de ces matériaux dans notre environnement sera fortement diminuée.Ces types d'études sont nécessaires.Il est également nécessaire d'étudier la nature des produits de dégradation.Une fois que le graphène est digéré par les enzymes, il pourrait produire des dérivés nocifs. besoin de connaître la structure de ces dérivés et d'étudier leur impact sur la santé et l'environnement. "

Andrea C. Ferrari, responsable scientifique et technologique du Graphene Flagship, et présidente de son comité de gestion, a ajouté: "Le rapport sur l’avancée réussie de la biodégradation du graphène est une étape très importante pour garantir l’utilisation sûre de ce matériau dans Le Graphene Flagship a mis l’étude des effets du graphène sur la santé et l’environnement au centre de son programme depuis le début. Ces résultats renforcent notre feuille de route en matière d’innovation et de technologie. "

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