MRI-Based Tumour Targeting Enhancement with Magnetotactic Bacterial Carriers

Le cancer constitue la première cause de mortalité au Québec, avec 20,000 décès estimés par année. Parmi tous les patients atteints du cancer, une grande proportion pourrait profiter de l'avancement technologique en ce qui concerne le transport de médicaments. En effet, l'un des meilleurs moyens d'augmenter l'efficacité d'un médicament contre le cancer, tout en réduisant sa toxicité sur les cellules saines, est de le diriger vers la tumeur et de le maintenir à cet endroit jusqu'à ce qu'un effet thérapeutique se produise. Le transport ciblé de médicaments vers la tumeur peut considérablement améliorer l'efficacité thérapeutique, surtout si le transporteur est capable d'atteindre les zones nécrotiques et se répartir uniformément dans la zone à traiter. Les bactéries, de par leur motilité, sont d'excellents candidats pour une telle application, surtout qu'elles peuvent aussi être facilement fonctionnalisées. Ainsi, la recherche sur le traitement du cancer utilisant des bactéries s'est imposée comme une approche prometteuse surtout qu'elle pallie à une limitation majeure de la chimiothérapie et de la radiothérapie en permettant le traitement des zones anaérobies. Alors que des laboratoires à travers le monde tentent de fabriquer des systèmes miniatures en se basant sur le modèle bactérien, nous avons opté pour l'utilisation des bactéries qui existent dans la nature. Notre stratégie a été de trouver un système biologique ayant les caractéristiques essentielles (e.x. diamètre total de moins de deux micromètres, force de poussée de plus de 4 pN, etc.) et de concentrer nos efforts à identifier une interface et une méthode permettant son contrôle pour des fins de ciblages thérapeutiques dans les lésions tumorales. Nous avons identifié les bactéries magnétotactiques de type MC-1 comme le meilleur transporteur potentiel de médicaments pour le ciblage du cancer. Les MC-1 sont à la fois dirigeables par champs magnétiques et anaérobies, ce qui leur donne un grand avantage par rapport aux bactéries traditionnellement utilisées pour le ciblage du cancer. Le ciblage du cancer avec des bactéries exploite le plus souvent l'affinité des bactéries anaérobies à la région nécrotique faible en oxygène de la tumeur. Certes, ce ciblage manque de spécificité et un des problèmes le plus reconnu est la nécessité d'injecter une forte dose de bactéries pour assurer une croissance de celles-ci à l'intérieur de la tumeur. Ceci n'est pas le cas avec les MC-1 car elles sont à la fois anaérobies et magnétotactiques grâce à une chaîne de nanoparticules d'environ 70 nanomètres de diamètre, formant une sorte de « nano-boussole » magnétique à