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La médecine veut des nano-aimants : des bactéries savent les fabriquer

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En imagerie médicale et en médecine, les nano-aimants peuvent rendre des grands services. Pour les fabriquer, des scientifiques ont eu une idée : faire appel à des bactéries productrices d'un type particulier de nano-aimants, faits non de magnétite mais de greigite.

Prélèvement et observation de bactéries magnétotactiques produisant de la magnétite et de la greigite. Figure à gauche : observation en microscopie électronique à transmission d’une bactérie produisant des nanocristaux de greigite (© LBC/CEA) et (figure à droite) d’une chaîne de magnétosome de magnétite et de greigite (étoiles). (© LBC/CEA)

On sait qu'il est possible de marquer certaines cellules avec des nano-aimants. Surtout, ce marquage ne pose aucun problème de santé et la biocompatibilité a été vérifiée avec un grand nombre de types cellulaires, des cellules tumorales aux cellules souches en passant par les lymphocytes.

Le marquage magnétique présente au moins deux avantages :

  • permettre de suivre la migration des cellules marquées par IRM. Une possibilité importante lorsque l'on cherche, par exemple, à évaluer des thérapies cellulaires avec des cellules implantées pour réparer un tissu endommagé ;
  • contrôler partiellement le mouvement des cellules thérapeutiques par des champs magnétiques. On peut ainsi aider des cellules souches à rester dans un organe que l'on désire réparer.

Des bactéries magnétotactiques dans un champ magnétique dont les caractéristiques (angle, intensité etc.) sont indiquées en haut à gauche. © Melbynfm-YouTube

Une source de greigite pour la nanomédecine

On peut aussi imaginer chauffer des cellules tumorales à l'aide de champs électromagnétiques après leur avoir fait ingérer des nano-aimants. On a déjà proposé de le faire avec des nanoparticules magnétiques. Des nano-aimants pourraient également aider à purifier le sang. On voit donc que des sources de production de nano-aimants seraient précieuses pour la nanomédecine.

On sait depuis 1970 qu'il existe dans la nature des bactéries qui produisent naturellement des nano-aimants. Ces bactéries dites magnétotactiques contiennent un organite, le magnétosome, contenant un nano-aimant. Il est parfois constitué de magnétite. Or, la mise en culture de bactéries magnétotactiques n'est pas toujours simple. En particulier, on ne savait pas jusque-là cultiver celles dont le magnétosome est constitué de greigite, un autre matériau magnétique.

Heureusement, l'obstacle vient de tomber, comme le montre une publication dans Science. Une équipe internationale de chercheurs, parmi lesquels des membres  du CEA et du CNRS, vient d'isoler pour la première fois en culture une bactérie nommée Desulfamplus magnetomortis BW-1. Ces bactéries magnétotactiques sont précisément capables de produire des cristaux de greigite.

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