CANCER : Des bactéries magnétiques pour combattre la tumeur

Combattre les tumeurs avec des bactéries magnétiques, c’est la stratégie originale et innovante développée par cette équipe de l’ETH (Ecole polytechnique fédérale) Zurich : ces bactéries magnétiques, décrites dans la revue Science Robotics, peuvent se faufiler à travers les espaces intercellulaires étroits pour traverser la paroi des vaisseaux sanguins et infiltrer les tumeurs.

De nombreuses équipes scientifiques dans le monde recherchent le moyen de permettre aux médicaments anticancéreux d’atteindre plus efficacement les tumeurs. Et cette stratégie consiste bien à utiliser des bactéries modifiées comme vecteurs de médicaments dans le sang jusqu’aux tumeurs. Les chercheurs suisses démontrent qu’il est possible de contrôler ces vecteurs bactériens de manière à ce qu’ils puissent se faufiler à travers la paroi des vaisseaux sanguins pour infiltrer le tissu tumoral.

L’auteur principal, le Dr Simone Schürle, professeur de biomédecine et son équipe, travaillent avec des bactéries naturellement magnétiques, en raison des particules d’oxyde de fer qu’elles contiennent. Ces bactéries du genre Magnetospirillum réagissent aux champs magnétiques et peuvent être contrôlées par des aimants extérieurs au corps.

Des bactéries naturellement magnétiques donc contrôlables à distance

L’étude, menée in vitro sur des cultures cellulaires et in vivo, chez la souris montre qu’un champ magnétique rotatif appliqué au niveau de la tumeur améliore la capacité des bactéries à traverser la paroi vasculaire pour se rapprocher de la tumeur cancéreuse. Au niveau de la paroi vasculaire, le champ magnétique tournant propulse les bactéries vers l’avant dans un mouvement circulaire. Enfin, la propulsion par champ magnétique tournant est 10 fois plus puissante que la propulsion par champ magnétique statique. Ce dernier ne fait que donner la direction aux bactéries qui doivent ensuite se déplacer par elles-mêmes.

Mieux comprendre le mécanisme de franchissement de la paroi vasculaire : la paroi des vaisseaux sanguins est constituée d’une couche de cellules et sert de barrière entre la circulation sanguine et le tissu tumoral, imprégné de nombreux petits vaisseaux sanguins. Des espaces étroits entre ces cellules permettent à certaines molécules de passer à travers la paroi vasculaire. La taille de ces espaces intercellulaires est régulée par les cellules de la paroi vasculaire, et ces espaces peuvent être temporairement suffisamment larges pour permettre aux bactéries de traverser la paroi vasculaire.

Piloter les bactéries avec un champ magnétique rotatif : avec ce type de champ, les bactéries sont constamment en mouvement, se déplaçant le long de la paroi vasculaire. Cela leur donne plus de chance de rencontrer les espaces qui s’ouvrent brièvement entre les cellules de la paroi vasculaire. Enfin, une fois que le champ magnétique est positionné sur la tumeur, il n’a pas besoin d’être réajusté.

• Une cargaison thérapeutique s’accumule ainsi dans le tissu tumoral : une fois que les bactéries ont traversé la paroi des vaisseaux sanguins et sont dans la tumeur, elles peuvent migrer profondément dans à l’intérieur et médicament peut la traiter en profondeur.
• L’objectif est de pouvoir ainsi délivrer, dans un futur proche et via ces bactéries naturellement magnétiques, des médicaments anticancéreux. Les scientifiques démontrent ici, qu’en attachant des liposomes (nanosphères de substances grasses) aux bactéries, les bactéries livrent bien leur cargaison thérapeutique à l’intérieur du tissu cancéreux.

Les bactéries constituent ainsi une arme contre le cancer, à 2 titres : comme vecteurs possibles de médicaments mais aussi en raison de leur propension naturelle, pour certaines d’entre elles, à endommager les cellules tumorales.

Plusieurs projets de recherche étudient actuellement l’efficacité de la bactérie E. coli contre les tumeurs. Aujourd’hui, il est possible de modifier les bactéries par des techniques de biologie synthétique afin d’optimiser leurs effets thérapeutiques, de réduire les effets secondaires et de les rendre plus sûres.

Source: Science Robotics 26 Oct, 2022 DOI: 10.1126/scirobotics.abo0665 Magnetic torque-driven living microrobots for increased tumor infiltration

Équipe de rédaction SantélogDéc 2, 2022Équipe de rédaction Santélog