Les cellules vivantes à l'intérieur du corps pourraient être placées sous surveillance - leur emplacement et leur migration suivis de manière non invasive en temps réel sur plusieurs jours - à l'aide d'une nouvelle méthode développée par des chercheurs de la KAUST.

La technique utilise des nanofils de fer à noyau magnétique comme agents de contraste non toxiques, qui peut être implanté dans des cellules vivantes, éclairant l'emplacement de ces cellules à l'intérieur d'un organisme vivant lorsqu'elles sont numérisées par imagerie par résonance magnétique (IRM). La technique pourrait avoir des applications allant de l'étude et du traitement du cancer au suivi des traitements médicaux à base de cellules vivantes, comme les thérapies par cellules souches.

Jürgen Kosel et son équipe ont récemment montré que les nanofils de fer cœur-coquille pouvaient tuer sélectivement les cellules cancéreuses avec une attaque combinée, délivrant un médicament anticancéreux dans les cellules cibles tout en perforant la membrane de la cellule et en libérant des explosions de chaleur. Maintenant, en collaboration avec des chercheurs du CIC biomaGUNE de Saint-Sébastien, Espagne, l'équipe a montré que le même type de noyau de fer, nanofils de coquille d'oxyde de fer, peut être utilisé pour l'imagerie médicale non invasive. Les nanofils pourraient potentiellement être utilisés comme agents « théranostiques », capable d'identifier, suivre puis éliminer les cellules cibles.

« Le marquage et le suivi des cellules sont devenus un outil précieux pour les applications scientifiques et cliniques, " dit Aldo Martínez-Banderas, un doctorat étudiant dans l'équipe de Kosel. "L'un des aspects clés des études de suivi cellulaire est la sensibilité pour détecter un petit nombre de cellules après l'implantation, la forte magnétisation et la biocompatibilité de nos nanofils sont donc des caractéristiques avantageuses pour le suivi IRM. »

Les nanofils se sont bien comportés en tant qu'agents de contraste pour l'IRM, même à de très faibles concentrations, et la réponse magnétique pourrait être ajustée en modifiant l'épaisseur de la coque du nanofil, l'équipe a montré. La biocompatibilité du nanofil a permis un suivi à long terme des cellules vivantes. « Les nanofils interagissaient avec les cellules sans compromettre leur survie, fonctionnalité ou capacité à proliférer, ", explique Martínez-Banderas. Les cellules marquées pouvaient être suivies soit dans des cultures cellulaires, soit une fois injectées dans un animal vivant. "La forte magnétisation des nanofils a permis la détection d'environ 10 cellules marquées dans le cerveau d'une souris pendant une période d'au au moins 40 jours, qui nous a permis de retracer leur localisation exacte et leur devenir chez l'animal, ", dit Martínez-Banderas.

"Ces nanofils core-shell ont diverses fonctionnalités supplémentaires, y compris la possibilité de les contrôler magnétiquement pour les guider vers un endroit particulier, transporter de la drogue, ou être chauffé avec un laser, " dit Kosel. " La combinaison de tout cela avec la capacité de suivi crée une plate-forme théranostique qui peut ouvrir la porte à de nouvelles approches très prometteuses en nanomédecine. "