Toxicité des nanoparticules d’oxyde de zinc et d’argent dans la levure de boulangerie Saccharomyces cerevisiae

Citation

Galván Márquez I, Ghiyasvand M, Massarsky A, Babu M, Samanfar B, Omidi K, Moon
TW, Smith ML, Golshani A. Zinc oxide and silver nanoparticles toxicity in the
baker's yeast, Saccharomyces cerevisiae. PLoS One. 2018 Mar 19;13(3):e0193111.

Résumé en langage clair

Les nanomatériaux d’ingénierie (NMI) sont de plus en plus intégrés à la vie de tous les jours. Les NMI possèdent des propriétés physiques, chimiques et structurelles uniques attribuables à leur petite taille (100 nm dans au moins une dimension). Les nanoparticules d’oxyde de zinc (ZnONP) et les nanoparticules d’argent (AgNP) sont parmi les NMI les plus communément utilisés. Les ZnONP sont présentes dans de nombreux produits de consommation, en particulier dans les cosmétiques bloquant les rayons ultraviolets (UV). Les ZnONP absorbent efficacement les rayons UV A et UV B par l’intermédiaire d’un processus appelé absorption de bande interdite, et sont moins photoactives que les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2NP), qui sont également utilisées dans les écrans solaires. Dans cette étude, nous avons utilisé un réseau de délétion génique (GDA pour Gene Deletion Array) comme plateforme pour réaliser une analyse génomique fonctionnelle à haut débit afin de mieux comprendre la toxicité des NMI. Le GDA comprenait 4 600 souches porteuses de délétions de gènes non essentiels de S. cerevisiae. D’après nos prévisions, les souches avec une délétion de gènes dans une voie parallèle et redondante à celle ciblée par les ZnONP et/ou les AgNP, auront une sensibilité accrue à ces NP, comme cela a été démontré pour d’autres composés. Les souches hautement sensibles sont ensuite classées selon l’activité cellulaire et la fonction des gènes supprimés, afin de déterminer les voies cellulaires qui sont affectées par ces NP.

Résumé

© Galván Márquez et al., 2018. Il s’agit d’un article à accès libre publié conformément aux modalités de la licence d’attribution de Creative Commons, qui autorise l’utilisation, la distribution et la reproduction non restreintes dans tout média, à condition de citer adéquatement l’auteur et les travaux originaux. Les nanomatériaux d’ingénierie (NMI) sont de plus en plus intégrés à une variété d’applications commerciales et de produits de consommation; cependant, les NMI peuvent posséder des propriétés cytotoxiques en raison de leur petite taille. Dans le cadre de cette étude, nous avons évalué les effets de deux NMI couramment utilisés, les nanoparticules d’oxyde de zinc (ZnONP) et les nanoparticules d’argent (AgNP) en utilisant l’organisme eucaryote modèle Saccharomyces cerevisiae. Un ensemble de 4 600 souches de mutants de délétion de S. cerevisiae a été utilisé pour déterminer les gènes dont l’absence rend S. cerevisiae plus vulnérable aux effets cytotoxiques des ZnONP ou des AgNP. Il est démontré que les souches de S. cerevisiae qui n’ont pas les gènes intervenant dans le transport membranaire et transmembranaire, l’homéostasie ionique cellulaire et l’organisation de la paroi cellulaire ou la biogénèse, ont présenté la plus grande sensibilité aux ZnONP. En revanche, les souches dépourvues des gènes intervenant dans la transcription et la maturation de l’ARN, la respiration cellulaire, l’endocytose et le transport vésiculaire étaient les plus sensibles aux AgNP. Des analyses secondaires ont confirmé que les ZnONP affectent la fonction et l’intégrité de la paroi cellulaire, tandis que l’exposition aux AgNP diminue la transcription, réduit l’endocytose et entraîne un dysfonctionnement du système de transport des électrons. Les résultats de cette étude appuient l’utilisation du réseau de délétion génique (GDA pour Gene Deletion Array) de S. cerevisiae comme technique efficace à haut débit pour déterminer les cibles cellulaires de la toxicité des NMI.

Date de publication

2018-03-01

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