Bactéries magnétotactiques et systèmes théranostiques à base de magnétosomes

Nos Objectifs

Les microorganismes magnétotactiques, capables de se déplacer le long des lignes du champ magnétique terrestre, intéressent les scientifiques qui cherchent à développer des applications biomédicales capables de transporter et délivrer des traitements au cœurs de l’organisme.

Les microorganismes comme les bactéries et les algues ont développé des systèmes efficaces pour détecter les stimuli externes dans leur environnement complexe et répondre aux changements en se déplaçant à l’aide d’organes appelés flagelles ou pili. Ces microorganismes peuvent ainsi être qualifiés de « micro-nageurs ».

La recherche se penche depuis une dizaine d’années sur le développement de flagelles bactériennes artificielles, pour développer plus particulièrement des applications biomédicales, notamment pour le traitement de maladies (en utilisant ces micro-nageurs pour transporter des molécules permettant des traitements). Les microorganismes sont aussi utilisés soit directement, soit comme inspiration pour le design de robots médicaux.

Développer de nouvelles approches biohybrides

Ces développements se heurtent aujourd’hui à des freins scientifiques et techniques, et de nouvelles approches doivent être élaborées pour rendre la fabrication de ces dispositifs plus simple et plus robuste. Les approches purement synthétiques ne peuvent atteindre le niveau d’efficacité que les systèmes naturels affichent en termes de détection, ce qui pousse à des développement hybrides. Le projet MaTher propose en particulier de développer le potentiel des bactéries dites « magnétotactiques » en tant que systèmes biohybrides de cargaison. Ces bactéries synthétisent des nanoparticules magnétiques (appelées « magnétosomes ») qui peuvent être utilisées pour diriger le mouvement cellulaire, ou encore en tant qu’agent de contraste pour l’imagerie médicale.

Peu de groupes de recherche dans le monde travaillent aujourd’hui sur les bactéries magnétotactiques et les micro-nageurs pour des applications biomédicales. Le site d’Aix-Marseille (comprenant le CEA Cadarache) a une possibilité unique, avec l’équipe de recherche du Dr. Faivre, et le projet MaTher, de développer ces recherches. Un effort financier et institutionnel important a également été développé en Allemagne récemment à travers un programme prioritaire de la Fondation allemande pour la recherche (DFG).

Une collaboration franco-hispano-germanique

MaTher associe l’équipe de Dr. Faivre à des équipes complémentaires en Allemagne et en Espagne. Il doit permettre d’établir une collaboration scientifique solide entre l’équipe d’Aix-Marseille et le groupe de recherche du Prof. Dr. Stefan Klumpp (biophysique théorique) à l’Université de Göttingen, collaboration initiée par le Dr. Faivre pendant son parcours en Allemagne, avec des bourses de recherche communes en Allemagne. L’Institut de bioingénierie de Catalogne (IBEC), centre d’excellence espagnol, et en particulier son groupe Smart nano-bio-devices du Prof. Samuel Sánchez, est également partenaire du projet et apporte son expertise en matière de dispositifs synthétiques et hybrides.

Le projet est coordonné par l’Institut de Biosciences et de biotechnologies d’Aix-Marseille – BIAM (UMR 7265 Aix-Marseille Université-CNRS-CEA), en lien avec ses partenaires. MaTher a démarré officiellement le 1er février 2020 pour une durée de 24 mois.

Contact : Damien Faivre

Labélisé A*Midex

Le projet MaTher a été sélectionné le 18 mars 2019 par le Comité de Pilotage de la Fondation A*Midex dans le cadre de l’appel à projets « International 2018 » de la Fondation A*Midex. Cet appel vise à structurer et renforcer la coopération internationale d’Aix-Marseille Université et des partenaires d’A*Midex à travers le soutien à des projets de recherche, développement et innovation internationaux à fort potentiel stratégique. 17 projets ont été sélectionnés dans le cadre de l’appel à projets International 2018 pour un budget total de 2 617 798 €. Ils ont fait l’objet d’une évaluation scientifique indépendante, par deux experts internationaux par projet. Pour plus d‘informations sur cet appel à projets.