Attachment of Therapeutic and Imaging Agents to Magnetotactic Bacteria Acting as Self-Propelled Bio-Carriers for Cancer Treatment

Malgré les progrès de la médecine moderne, les traitements anticancéreux actuels n'arrivent toujours pas à vaincre le cancer. Seulement une fraction des doses de médicaments administrées parvient à la tumeur en raison d'un ciblage non spécifique, de barrières physiologiques au niveau du système vasculaire ainsi que de l'élimination immédiate de médicaments par le système immunitaire. Des dosages fréquents de médicaments deviennent nécessaires afin de surmonter ces obstacles, entraînant une toxicité systémique, des effets secondaires et un échec thérapeutique. De plus, les systèmes actuels d'imagerie médicale sont incapables de produire des images de haute qualité des structures tumorales pour les diagnostiques et les traitements. Ceci est dû aux restrictions de la résolution spatiale et de l'incapacité des agents de contraste à pénétrer dans les zones tumorales afin de générer un signal suffisamment intense. Le développement de nouveaux agents thérapeutiques ainsi que de nouvelles techniques de ciblage thérapeutique sont donc requis afin d'améliorer l'efficacité des traitements actuels. Pour ce projet de recherche doctorale, l'attachement de charges utiles à la surface de bactéries magnétotactiques flagellées Magnetococcus Marinus MC-1 (BMT) a été mise en place pour transporter de façon ciblée une quantité optimale de médicaments profondément dans les zones tumorales. Ces bio-robots autopropulsés de dimensions adéquates sont équipés d'un système de propulsion dirigeable, d'un système de navigation, et de capacités sensorielles. Divers types de complexes BMT ont été fabriquées en attachant aux BMT (i) des liposomes vides (BMT-LP), (ii) des liposomes contenant un agent anticancéreux SN38 (BMT-LSC), et (iii) des nanoparticules superparamagnétiques de magnétite (BMT-S200). L'efficacité de l'attachement des charges et du comportement des bactéries soumises à un champ magnétique directionnel ont été étudiés. Par la suite, la capacité des complexes BMT à naviguer le long d'une trajectoire prédéterminée, à infiltrer profondément l'espace interstitiel, et à cibler des zones tumorales inaccessibles, ont été étudiés dans un modèle animal soumis à un champ magnétique externe. Pour parvenir à des complexes BMT aptes à transporter suffisamment de produits pharmaceutiques et de s'accumuler préférentiellement dans les régions affectées, il faut assurer un attachement solide et stable qui ne compromet pas la motilité des BMT.