« Nous construisons nos nanoparticules multifonctionnelles brique par brique à l'échelle atomique », avance Jérémy Paris, CEO de SON

Jérémy Paris, CEO et co-fondateur de la start-up SON, et Pierre-Emmanuel Doulain, son CTO et co-fondateur, ont pu maturer leur projet de nanoparticules multi-fonctionnelles accompagnés par la SATT SAYENS pendant 2 ans et par l’incubateur DECA-BFC à Dijon avant de créer officiellement SON au mois de novembre 2020. Ils décrivent pour Industrie & Technologies leur innovation de produit et de procédé.

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« Nous construisons nos nanoparticules multifonctionnelles brique par brique à l'échelle atomique », avance Jérémy Paris, CEO de SON
Jérémy Paris, CEO et Pierre-Emmanuel Doulain, CTO de SON

Industrie & Technologies : Qu’est-ce qu’une nanoparticule fonctionnelle ?

Jérémy Paris : Une nanoparticule fonctionnelle est une particule à l’échelle nanométrique à laquelle on accroche une molécule, par exemple un anticorps, un agent d’imagerie, un anti-cancéreux, un catalyseur etc… La molécule ainsi fixée apporte la fonction à la nanoparticule. Nos nanoparticules sont à base d’oxyde de fer, matériau qui à l’échelle nanométrique possède des propriétés superparamagnétiques


Vous apportez à ce domaine une innovation de produit et de procédé, pouvez-vous détailler ?

J.P : Ce que SON a inventé, ce sont des nanoparticules dites bifonctionnelles, donc à deux fonctions. Auparavant il n’existait que des monofonctionnelles même s’il y a eu des tentatives pour ajouter des fonctions. Le problème c’est que l’on n’obtenait pas de lots reproductibles, c’était hasardeux : une fois on obtenait 80% de molécule A et 20% de B, et l’autre fois l’inverse. Pour se le représenter, il faut imaginer un bras en Y fixé sur la nanoparticule : sur une partie on peut accrocher une molécule A avec une fonction comme un agent d’imagerie nucléaire et, sur l’autre, une molécule B avec une autre fonction comme un agent de ciblage. Les combinaisons sont quasiment infinies.

Pour l’innovation de procédé c’est notre construction « en lego ». Dans les faits nous construisons brique par brique la nanoparticule comme un enfant ferait avec des legos mais à l’échelle atomique. Cela passe par de nombreuses phases de caractérisations et d’analyses du début jusqu’à la fin pour vérifier la conformité de la nanoparticule. Avec ce procédé, nous obtenons des lots facilement reproductibles en accord avec la demande du monde pharmaceutique, entre autres.


Est-ce que ce serait possible d’avoir plus de fonctions ?

J.P : En théorie oui, on nous a déjà demandé si c’était possible de mettre 8 fonctions sur la même particule. C’est réalisable mais nous ne l’avons pas encore fait.

Pierre-Emmanuel Doulain : La problématique, c’est que toutes ces fonctionnalités ne doivent pas réagir de manière croisée pour qu’elles puissent jouer leur rôle et ça devient vite compliqué avec autant de fonctions. (rire)


Comment vérifier que la nanoparticule est conventionnelle après ce processus de construction « en lego » ?

J.P : Nous faisons des analyses pendant le processus de synthèse à chaque étape. Nous utilisons différentes techniques : microscopie électronique à transmission, diffraction des rayons X, spectrométrie photoélectronique X, etc… Toutes ces techniques permettent de mesurer la taille, la forme, la composition, la phase cristallographique – arrangement des atomes dans la nanoparticule –, à quoi ressemble la surface, comment sont les charges autour,… C’est tout une batterie de tests et c’est en soit le plus long à mettre en place.

P-E.D : Et pour le produit final, grâce à des analyses de réactivité, nous arrivons à différencier les molécules A et B pour prouver que nous avons bien 100% de A sur un bras et 100% de B sur l’autre.


Quelles sont les applications ?

J.P : Il y a de nombreuses applications, entre autres des médicaments, des agents pour l’imagerie médicale ou des agents de catalyse. Dans le domaine médical, il y a un verrou technologique à faire sauter ici qui est celui de la furtivité des nanoparticules face au système immunitaire et nous avons bon espoir que la bifonctionnalité les rende plus furtives.

Nous sommes aussi tournés vers la catalyse en améliorant les procédés catalytiques aussi bien d’un point de vue économique qu’écologique. Nos nanoparticules à base d’oxyde de fer sont facilement récupérables par un aimant limitant ainsi les étapes de purification post-réaction catalytique (gain économique et moins de déchets).

Nous avons prouvé au laboratoire que ces nanoparticules sont réutilisables jusqu’à 10 fois dans plusieurs procédés catalytiques et notamment pour la production d’hydrogène.


Quelle quantité de nanoparticule êtes-vous capable de produire aujourd’hui ?

J.P : Quand on a commencé le projet nous produisions 10 g de nanoparticules, aujourd’hui 1 kg. Et demain on en produira 100 kg. (rire)

P-E.D : En soit, ce n’est pas la quantité de matière engagée qui détermine le temps, forcément il y a une phase d’optimisation du procédé, mais c’est l’instrumentation qui est véritablement limitante dans la vitesse de production.


Entre l’idée de départ et l’industrialisation à grande échelle, où est-ce que vous vous situez ?

J.P : Nous avons validé la techno au niveau du laboratoire et maintenant ce que nous cherchons à faire c’est une validation sur le marché avant de passer vers l’industrialisation. Le but c’est d’être partout, d’aller dans tous les secteurs. Je pense que les nanoparticules, si elles sont bien utilisées, peuvent être utiles dans tous les domaines et apporter beaucoup de bénéfices.

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