La
détection de maladies à des stades très précoces, notamment les
cancers, requiert des outils d'imagerie diagnostique très sensibles et spécifiques. À cette fin, l'IRM[1] fait appel à des
agents de contraste fonctionnalisés, des molécules permettant de cibler des biomarqueurs d'une pathologie. Outre leur efficacité pour localiser précisément ces biomarqueurs, ces agents doivent être biocompatibles et non toxiques. Même s'ils sont aujourd'hui les plus utilisés lors des examens cliniques, certains chélates de Gadolinium présentent des risques de toxicité élevée pour le patient.
Une nouvelle génération d'agents de contraste voit le jour grâce à une approche multidisciplinaire associant des biologistes, des chimistes et des physiciens du CEA-IBEB et du CEA-I2BM. Elle fait appel à des
bactéries magnétotactiques qui produisent naturellement des
magnétosomes, des nano-aimants entourés d'une membrane biologique soluble dans les milieux aqueux. « Ces nano-aimants sont non toxiques, explique Nicolas Ginet, chercheur au CEA-IBEB.
Et nous avons montré leur grande efficacité comme agent de contraste dans un modèle rongeur de tumeur cérébrale. » Autre avantage : leur production est simple. « Il suffit de comprimer les bactéries et de recueillir les magnétosomes avec un aimant », ajoute le biologiste.
Bactérie magnétotactique et ses magnétosomes. © CEA
Comment ces nano-aimants révèlent-ils précisément les biomarqueurs à détecter ? « En les fonctionnalisant, raconte Nicolas Ginet. Dans nos expériences chez le rongeur, nous leur avons « accroché » une protéine[2] capable de repérer les cellules des vaisseaux sanguins qui alimentent la tumeur cérébrale. » À long terme, les chercheurs souhaitent modifier génétiquement les bactéries magnétotactiques de façon à fonctionnaliser la surface des magnétosomes à la carte. « À l'outil diagnostique pourra s'ajouter un outil thérapeutique, continue le chercheur.
Il suffira d'ajouter à la surface du nano-aimant une molécule thérapeutique qui viendra cibler spécifiquement la zone malade. »
Ces travaux sont financés par l'Agence Nationale de la Recherche à hauteur de 1,5 million d'euros dans le cadre du projet MEFISTO.
Comparé à un agent de contraste IRM commercial (ferumoxide), une dose très faible de magnétosomes, des nanocristaux de magnétite biominéralisée par des bactéries magnétotactiques, peut encore être détectée dans le cerveau de souris avec un scanner IRM à très haut champ magnétique (17.2 T). © CEA
[1] Imagerie par résonance magnétique
[2] Il s'agit du peptide RGD qui cible certains récepteurs intégrines surexprimés à la surface des cellules du réseau angiogénique de la tumeur.