Production de magnétosomes pour le traitement par hyperthermie magnétique du glioblastome

La société Nanobactérie développe un traitement thermique contre le cancer qui repose sur l’utilisation de nanoparticules d’oxyde de fer bio-minéralisées par des bactéries dites « magnétotactiques ». Ces nanoparticules, également appelées magnétosomes, sont injectées dans la tumeur puis activées par un champ magnétique alternatif. L’activation des nanoparticules crée une augmentation locale de la température ou hyperthermie qui provoque la destruction de la tumeur sans affecter les tissus sains adjacents. L’efficacité antitumorale dépend du nombre de séances d’hyperthermie et de la température atteinte dans la tumeur. Ce traitement thermique novateur est connu sous le nom d’hyperthermie magnétique. Les caractéristiques physico-chimiques des magnétosomes sont idéales dans le cadre d’un traitement par hyperthermie magnétique. Par opposition à leurs équivalents synthétiques, les magnétosomes présentent des propriétés de chauffage améliorées, une grande pureté chimique, un haut degré de cristallinité, une distribution de taille restreinte et une forme homogène. 

La première étape de ce travail a consisté à développer une méthode efficace et reproductible de production, en fermenteur, des magnétosomes par Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1, une souche de bactérie magnétotactique. La culture des bactéries MSR-1 en fermenteur est idéale pour contrôler, au mieux, les paramètres indispensables pour la biominéralisation des magnétosomes tel qu’un apport constant en fer et une concentration en oxygène faible (pO2 < 0,1%) de façon à atteindre des rendements compatibles avec la production d’un produit pharmaceutique. Suivant l’étape de fermentation, les magnétosomes sont extraits des bactéries MSR-1, purifiés puis stabilisés avec un polymère biocompatible, la poly-L-lysine, pour être non toxique, apyrogène et injectable in vivo. Les propriétés des magnétosomes poly-L-lysine (M-PLL) répondent, ainsi, aux exigences définies par la norme ISO 10993 relative à l’évaluation biologique des dispositifs médicaux. Nous avons, finalement, évalué l’efficacité antitumorale des M-PLL dans le cadre d’un traitement par hyperthermie magnétique sur des tumeurs de glioblastome implantées en sous-cutanées chez la souris. Le glioblastome, ou astrocytome de grade IV, est la tumeur du système nerveux central la plus fréquente et la plus agressive dont la mortalité, après le diagnostic est, quasiment, inéluctable. Notre protocole thérapeutique démarre par l’injection des M-PLL au centre de la tumeur suivie de l’application répétée d’un champ magnétique alternatif d’intensité variable, entre 11 et 31 mT, dans le but de maintenir la température intratumorale entre 43 et 46°C. L’efficacité antitumorale de cette thérapie est notable sur l’ensemble des souris traitées avec les M-PLL conduisant à une guérison complètement de 50% des sujets et un arrêt transitoire de la croissance tumorale pour le reste des souris. Ce travail a permis de montrer l’intérêt majeur des magnétosomes pour le traitement par hyperthermie magnétique de tumeurs très agressives du système nerveux central permettant d’envisager une transposition de cette thérapie sur de plus gros animaux, puis à terme chez l’homme.