Une plateforme en ligne contribue à stimuler le développement et l’évaluation des risques liés aux nanomatériaux
Avec plus de 300 nanomatériaux manufacturés différents sur le marché européen, un défi important pour l’industrie et les régulateurs consiste à comprendre à quel point un nanomatériau doit être différent d’un autre en termes de taille, de forme et de chimie de surface pour être classé en tant que nanoformes distinctes ou en tant qu’ensemble de nanoformes, comme défini dans la législation européenne REACH sur les produits chimiques. Leurs propriétés de surface sont fortement associées à leur toxicité. L’évaluation des dangers et des risques est essentielle pour exploiter en toute confiance leur plein potentiel et répondre aux préoccupations du public concernant la sécurité des produits nanotechnologiques. Jusqu’à présent, les données de la recherche sur la nanosécurité étaient fragmentées et inaccessibles, ce qui a largement entravé le développement et l’évaluation de nouveaux matériaux plus sûrs.
Approche intégrée des tests et de l’évaluation des nanomatériaux
Iseult Lynch, professeure à l’université de Birmingham et coordinatrice du projet NanoCommons financé par l’UE, déclare: «Le domaine de la sécurité des nanotechnologies, et l’économie européenne de la connaissance ouverte, exigent la conversion des découvertes scientifiques en cadres législatifs et en applications industrielles pour des matériaux (plus) sûrs dès leur conception. Cela ne peut se faire que par des efforts concertés visant à intégrer, annoter et faciliter l’accès et la réutilisation des ensembles de données actuellement disparates et peu accessibles sur le devenir et la toxicité des nanomatériaux pour l’homme et l’environnement». Pour combler cette lacune, NanoCommons a développé et mis en œuvre une infrastructure de connaissances facilitant l’harmonisation des méthodes et des données nanoinformatiques pour la modélisation, le développement de produits sûrs dès leur conception et l’approbation réglementaire. Les outils nanoinformatiques de NanoCommons fournissent des services et, surtout, des idées, des concepts et des flux de travail qui intègrent des expériences in chemico, in vitro et in silico dans les quatre domaines suivants: conception et mise en œuvre du flux de travail expérimental, traitement et analyse des données, visualisation des données et toxicité prédictive, stockage des données et accessibilité en ligne. Ces modèles prédictifs contribueront à remplacer les coûteuses expérimentations animales qui sont actuellement au cœur de l’évaluation et de la réglementation des risques liés aux produits chimiques. En plus de rendre les données et les approches nanoinformatiques accessibles à une communauté de chercheurs plus large, NanoCommons a permis un changement de mentalité dans la manière dont les données sont gérées et partagées, dont les outils d’analyse et de modélisation sont utilisés et dont la recherche collaborative est menée. Parmi les concepts les plus importants introduits figure celui de la gestion des données à la volée, où les données sont communiquées au moment où elles sont produites, de manière structurée et harmonisée. «Un concept clé développé dans le cadre de NanoCommons est celui du berger des données. Son rôle est de «garder» les données depuis le point de conception jusqu’à leur dépôt dans un référentiel trouvable, accessible, interopérable et réutilisable (et idéalement ouvert) aux cotés de toutes les métadonnées nécessaires pour permettre leur réutilisation», fait remarquer Iseult Lynch Tous les services et le matériel de formation correspondant de NanoCommons se trouvent aux endroits suivants: (i) base de connaissances, (ii) guide de l’utilisateur, (iii) outils/services et (iv) matériel de formation. L’échange de connaissances et la mise à jour du contenu de chacune de ces ressources sont assurés par des projets de suivi, tels que NanoSolveIT et WorldFAIR.
Faciliter la recherche de nanomatériaux
NanoCommons a également développé et publié le concept d’une extension de l’identifiant chimique international (InChI) de l’UICPA aux nanomatériaux, également appelé NInChI. Le premier prototype de mise en œuvre de cette nouvelle représentation structurelle des nanomatériaux code la composition chimique, la taille, la morphologie, la cristallinité et la chiralité de plusieurs nanomatériaux, tout en caractérisant des structures cœur-coquille complexes. Iseult Lynch résume les questions scientifiques qui rendent le développement des nanomatériaux difficile mais aussi extrêmement important: «Les nanomatériaux se définissent non seulement par la disposition unique de leurs atomes, mais aussi par leurs propriétés physico-chimiques. Ces dernières dépendent en partie de l’environnement et sont le plus souvent des moyennes d’ensemble. Par conséquent, l’identifiant NInChI représente actuellement la dernière avancée en matière d’harmonisation des nanomatériaux, permettant aux utilisateurs de se référer de manière unique à des nanomatériaux spécifiques et de comparer différents nanomatériaux. Le NInChI devrait être utilisé comme un identifiant permanent pour les nanomatériaux dans les publications, les bases de données et les modèles.»
Mots‑clés
NanoCommons, nanoinformatique, développement de nanomatériaux, nanosécurité, toxicité prédictive, identifiant chimique international, InChI
