Professeur adjoint de génie chimique Carlos Escobedo et doctorant Saeed Rismani Yazdi au laboratoire. Crédit :Université Queen's
Des chercheurs de l'Université Queen's utilisent des champs magnétiques pour influencer un type spécifique de bactéries à nager contre de forts courants, ouvrant la possibilité d'utiliser les organismes microscopiques pour l'administration de médicaments dans des environnements avec des microflux complexes - comme la circulation sanguine humaine.
Dirigé par Carlos Escobedo (génie chimique) et le doctorant Saeed Rismani Yazdi (génie chimique), la recherche s'est concentrée sur l'étude et la manipulation de la mobilité des bactéries magnétotactiques (MTB) - de minuscules organismes qui contiennent des nanocristaux sensibles aux champs magnétiques. Leurs découvertes ont été récemment publiées dans un journal de nano- et micro-sciences. Petit .
"Les VTT ont de minuscules organites (nanoscopiques) appelés magnétosomes, qui agissent comme une aiguille de boussole qui les aide à naviguer vers des endroits riches en nutriments dans les environnements aquatiques - leurs habitats naturels - en utilisant le champ magnétique de la Terre, " dit le Dr Escobedo. " Dans la nature, Le VTT joue un rôle clé dans les cycles de la Terre en influençant la biogéochimie marine en transportant des minéraux et des matières organiques en tant que nutriments."
Après avoir étudié comment le VTT répond à des champs magnétiques et des courants similaires à ceux trouvés dans leurs habitats naturels, l'équipe a introduit des courants et des champs magnétiques plus forts pour voir si les bactéries pouvaient toujours naviguer avec succès.
"Quand nous avons augmenté le débit et la force du champ magnétique, nous avons été stupéfaits par la capacité du VTT à nager fortement et de manière concertée à contre-courant, " dit M. Rismani Yazdi. " Ils étaient même capables de traverser facilement un courant fort à la nage lorsque nous avons déplacé l'aimant perpendiculairement au courant. "
Cette lame de microscope comporte un petit canal à travers lequel les chercheurs de Queen's ont simulé le flux sanguin humain. Crédit :Université Queen's
Le succès de l'équipe à diriger le VTT dans un environnement complexe et en évolution rapide pourrait être une étape importante vers l'utilisation de la bactérie pour transporter des produits pharmaceutiques dans la circulation sanguine humaine pour traiter directement les tumeurs.
"Prochain, nous prévoyons de lier les médicaments thérapeutiques aux corps bactériens pour le transport, " dit le Dr Escobedo.
Faire cela, l'équipe collabore avec le groupe dirigé par Peter Davies (Biochimie), Chaire de recherche du Canada en génie des protéines, qui trouvent comment faire adhérer les médicaments thérapeutiques anticancéreux existants aux bactéries, ainsi que comment leur faire libérer les médicaments une fois qu'ils ont atteint une destination choisie.
L'équipe s'est également associée au Dr Madhuri Koti du Queen's Cancer Research Institute et prévoit d'affiner sa capacité à diriger le MTB vers les tumeurs avec un haut degré de précision. Ensemble, l'équipe utilisera des champs magnétiques pour guider les bactéries d'une extrémité d'un microcanal sur une minuscule lame de microscope vers des échantillons de tissu cancéreux biopsié à l'autre extrémité.
Le Dr Escobedo espère que leur approche multidisciplinaire de cette recherche aidera à libérer le potentiel du MTB en tant qu'agent biologique, efficace, et redoutable méthode de livraison de drogue.
« Nous avons montré que les propriétés naturelles des bactéries peuvent être exploitées pour les guider dans des conditions d'écoulement complexes et fortes, beaucoup plus difficiles que celles trouvées dans la nature, qui ouvre des opportunités non seulement dans le domaine de la livraison de médicaments, mais aussi dans d'autres applications biomédicales, " a conclu M. Rismani Yazdi.
