Les nanoenzymes (nanozymes) constituent une technologie émergente qui pourrait transformer les domaines du diagnostic des maladies, de l'assainissement de l'environnement et de la sécurité alimentaire. Fabriqués à partir de nanomatériaux, les nanozymes peuvent imiter les fonctions des enzymes naturelles tout en présentant des propriétés optiques, électriques et chimiques améliorées. En raison de leur faible coût, de leur grande stabilité et de la facilité de leur production de masse, les nanozymes sont prometteuses pour les pays en développement, car elles ont le potentiel de fournir des solutions de santé abordables et accessibles aux personnes vivant dans la pauvreté.
Que sont les nanozymes
Les nanozymes sont traités à partir de divers types de nanomatériaux et doivent être biodégradables et biocompatibles car ils sont utilisés dans les systèmes vivants et environnementaux. Leur nature synthétique les rend très stables, contrairement aux enzymes naturelles qui se dégradent, permettant une production de masse fiable avec des techniques standards telles que la réduction chimique. Les nanozymes sont généralement classés en quatre groupes : à base de métal, à base d'oxyde métallique, à base de carbone et autres (tels que les structures métallo-organiques).
Les nanozymes possèdent de nombreuses propriétés qui les rendent extrêmement précieux, différents types de nanozymes présentant des attributs et des capacités uniques. Les nanozymes à base de métaux nobles (par exemple l'argent et l'or) possèdent une activité antibactérienne, permettant de traiter les maladies infectieuses. Les nanozymes à base de métal et de carbone présentent des propriétés antioxydantes et ont le potentiel de traiter des maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, ainsi que d'autres affections telles que le cancer et les maladies rénales.
En raison de leur activité catalytique élevée, les nanozymes à base de métal, d'oxyde métallique et de carbone peuvent fonctionner comme des biocapteurs, facilitant la détection du cancer, des virus et des agents pathogènes d'origine alimentaire et peuvent également être utilisés pour traiter la pollution environnementale en raison de leur nature bioactive. Les nanozymes organométalliques, dotés d'une porosité élevée et d'une activité catalytique, peuvent également être utilisés pour l'assainissement de l'environnement.
Diagnostic d'Ebola
Le virus Ebola est l'un des virus les plus mortels au monde. Sans traitement, jusqu'à 90 % des cas sont mortels. De 2014 à 2016, l’Afrique de l’Ouest a connu la plus grande épidémie d’Ebola jamais enregistrée, avec plus de 28 600 personnes infectées. Grâce aux vaccins et à l’isolement précoce, le nombre de nouveaux cas d’Ebola a depuis considérablement diminué, même si des solutions de détection innovantes pourraient potentiellement réduire encore davantage ce taux. Une nouvelle méthode qui pourrait détecter encore plus rapidement le virus utilise une bandelette immunochromatographique à base de MNP capable d'identifier la glycoprotéine du virus Ebola. La bandelette proposée fournit des résultats rapidement et est plus simple à utiliser que la bandelette de test standard, car elle ne nécessite pas d'installations spécialisées et peut être lue à l'œil nu. Avec une sensibilité plus de 100 fois supérieure à celle des tests standards, la bandelette nanozyme attendue pourrait présenter de grands avantages pour le diagnostic d’Ebola.
Nanozymes pour le traitement de l'eau
La production industrielle peut rejeter de fortes concentrations de produits chimiques dans les eaux usées. Cela peut entraîner une pollution de l’environnement et des problèmes de santé humaine sans traitement approprié. Les techniques biochimiques traditionnelles de traitement de l’eau peuvent s’avérer inefficaces pour dégrader les produits chimiques des eaux usées, tandis que les nanozymes sont capables d’oxyder efficacement les produits chimiques et de les éliminer des eaux usées. Les nanozymes commencent tout juste à entrer sur le marché du traitement de l’eau et constituent un autre moyen par lequel les nanozymes sont prometteurs pour les pays en développement.
Détection des microbes alimentaires
Les microbes d'origine alimentaire tels que Listeria et Salmonella peuvent provoquer des maladies, voire la mort. Le risque de maladies d’origine alimentaire est plus élevé dans les pays à revenu faible ou intermédiaire en raison de conditions de stockage inadéquates des aliments, de mauvaises pratiques de préparation et de l’absence de lois sur la sécurité alimentaire.
Les techniques traditionnelles de détection microbienne des aliments peuvent prendre beaucoup de temps, nécessitant plusieurs étapes de traitement, tandis que les nanozymes de biodétection des microbes alimentaires peuvent détecter les contaminants microbiens dans les aliments plus efficacement et avec une grande précision, selon Biomimetics.
La détection rapide des contaminants alimentaires peut mettre fin à la provocation de maladies d’origine alimentaire et réduire le fardeau financier pesant sur les individus. Des nanozymes alimentaires abordables détectant les microbes sont actuellement sur le marché et peuvent apporter de grands avantages aux habitants des pays en développement qui disposent de ressources économiques minimales.
Il a été démontré qu'elles augmentent la rapidité et l'efficacité des activités clés liées à la santé telles que le diagnostic des maladies, la surveillance de la sécurité alimentaire et les processus de traitement de l'environnement. Les nanozymes sont prometteuses pour les pays en développement qui pourraient grandement bénéficier de leur processus de production simple et à faible coût et de leurs capacités d'action rapide.
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