NANOPARTICULES : Les progrès fulgurants de la synthèse verte

La synthèse dite verte suscite un intérêt croissant dans le domaine des nanotechnologies 

Les nanoparticules peuvent être principalement organiques ou inorganiques.

• Parmi les nanoparticules bio, on peut distinguer, entre autres nanostructures, les liposomes, les micelles et les dendrimères : les liposomes sont des vésicules constituées d'une bicouche phospholipidique avec un espace libre à l'intérieur, dans laquelle on peut charger, par exemple, un médicament et le délivrer précisément à un site cible du corps : ainsi, dans le cancer les liposomes vont se désintégrer dans le microenvironnement tumoral acide et libérer le principe actif au site même de la tumeur.
• Parmi les nanoparticules inorganiques, on distingue les nanoparticules de métaux comme l'argent, l'or, le titane, le cuivre, les oxydes métalliques (par exemple l'oxyde de zinc) et les semi-métaux (métalloïdes) comme la silice, le sélénium et l'aluminium. L’équipe travaille à « biosynthétiser » des nanoparticules d’argent, d’or, d’oxydes de zinc, de cuivre et de magnésium.

Contrairement à la synthèse chimique ou physique, la production de nanoparticules n'utilise pas de composés toxiques et ne consomme pas de grandes quantités d'énergie. Alors que ces nanoparticules ne s’agrègent pas, elles ne perdent pas leurs propriétés uniques.

La biosynthèse, une nouvelle voie de synthèse verte : la synthèse de nanoparticules peut s’effectuer « de manière verte », c’est-à-dire dans composés chimiques et avec peu d’énergie, en passant par l’action de micro-organismes tels que des champignons et des bactéries, ou encore des algues et des plantes.

La mycosynthèse ou synthèse de nanoparticules à l'aide de champignons en est un bel exemple.  

Ces experts expliquent comment ils synthétisent des nanoparticules métalliques à l'aide de champignons, principalement du genre Fusarium, qui infectent les plantes, y compris les céréales, mais aussi d'autres genres comme Penicillium, qui se développent sur les mandarines et les citrons. Ce processus de mycosynthèse de nanoparticules métalliques ne nécessite ainsi aucun composé toxique et ne laisse derrière lui, aucun déchet toxique. Enfin, les champignons présentent également l’avantage par rapport aux autres micro-organismes dans la synthèse des nanoparticules, de pouvoir produire un très large spectre de métabolites, soit de nombreuses protéines, dont des enzymes.

Les applications sont multiples et immenses : au-delà de la santé et des thérapies, les nanotechnologies peuvent être utilisées dans pratiquement tous les domaines de la vie humaine : l’agriculture, l’industrie de l’emballage et le stockage des aliments.

• En santé, l’activité élevée des nanoparticules contre différents micro-organismes en font d’excellents outils de lutte contre les microbes pathogènes mais aussi contre leur propagation, ce qui peut être utilisé pour les surfaces et les dispositifs des hôpitaux. Enfin, les nanoparticules peuvent aider à lutter contre l’émergence des bactéries résistantes aux antibiotiques couramment utilisés. Enfin, certaines confirment aussi des propriétés anticancéreuses.
• ​Les nanomatériaux sont intelligents, facilement administrables (par exemple par voie intraveineuse), ciblés, se faire médicaments mais aussi vecteurs de médicament.

Des « friendly fungi » : cette équipe polonaise a développé toute une expertise sur ces nouveaux nanomatériaux respectueux de l'environnement et biologiquement actifs. Parmi les dernières réalisations, la production de nanocomposites à base de pullulane et de nanoparticules d'argent pour lutter contre divers micro-organismes.

Le pullulane, un polymère naturel biodégradable est biosynthétisé à l'aide de « friendly fungi »,

ici de champignons de type Aureobasidium pullulans puis combiné avec des nanoparticules d'argent produites par synthèse verte à l'aide de moisissures. Le résultat, ce sont des films, c'est-à-dire des feuilles fines et flexibles, incrusté de nanoparticules d’argent. Ces films permettent de

lutter contre les agents pathogènes responsables des infections des plaies

ou des infections alimentaires.

En pratique, ce pullulane incorporé à des nanoparticules d'argent présente des propriétés bénéfiques prometteuses dans la production d'emballages alimentaires ou de pansements qui accélèrent la cicatrisation des plaies.