D'ici à quelques années, des micro-organismes guidés par IRM pourraient transporter des molécules thérapeutiques au sein des tumeurs. C'est du moins la stratégie qu'explorent des chercheurs canadiens, qui ont réussi à diriger le parcours de bactéries magnéto tactiques à l'intérieur d'une réplique de vaisseau sanguin humain, grâce à un appareil d'imagerie par résonance magnétique nucléaire modifiée.
Chargés de microbilles de polymères qui devraient, à l'avenir, contenir les médicaments voulus, ces coursiers bactériens, appelés des nanobots (ou nano robots), ont les dimensions et les caractéristiques adéquates pour naviguer dans les capillaires les plus fins du système sanguin et déposer leur chargement à l'intérieur des masses tumorales.

« On peut envoyer des robots sur Mars, mais on ne peut pas cibler une tumeur (qui se trouve) à 2 cm sous la peau », constate pour « le Quotidien », Sylvain Martel, qui dirige l'équipe de l'École polytechnique de Montréal, responsable de ces travaux, présentés récemment à la conférence de bio robotique de l'IEEE*, aux États-Unis. Il note que la toxicité secondaire de la chimiothérapie, due à la diffusion du médicament dans l'ensemble de l'organisme, constitue un obstacle majeur pour le traitement du cancer. Pour le chercheur canadien, la mise au point de « véhicules contrôlables» est le moyen d'éviter cet obstacle en permettant l'administration d'agents thérapeutiques directement au niveau de la lésion tumorale.

Des bactéries magnéto tactiques.
Il y a un an environ, la même équipe avait publié un article décrivant le déplacement totalement contrôlé, grâce à l'IRM, d'une microbille ferromagnétique d'un diamètre de 1,5 mm, dans l'artère carotide d'un porc vivant. Un accomplissement qui évoquait le voyage dans le système circulatoire humain du sous-marin miniaturisé du « Voyage fantastique », le film de science-fiction réalisé par Richard Fleischer en 1966.

Cependant, les limites de la technologie sont plus contraignantes que celles de l'imaginaire. « L'utilisation de l'IRM sur une particule ferromagnétique artificielle ne permet d'accéder qu'aux vaisseaux sanguins dont le diamètre est supérieur à 10 micromètres », indique Sylvain Martel. Alors que les capillaires qui irriguent les tumeurs et constituent l'objectif de son équipe ont des diamètres inférieurs à 4 µm. C'est à ce niveau que les bactéries magnéto tactiques de type MC-1 interviennent.
Non pathogènes, elles ont un diamètre de 2 µm environ et des flagelles en forme de tire-bouchon qui constituent un moteur naturel très efficace. Ces propriétés leur autorisent une propulsion indépendante dans les petits vaisseaux sanguins. D'autre part, ces bactéries possèdent des chaînes d'organelles magnétiques, appelées magnétosomes, qui agissent comme un compas de navigation. Grâce à l'IRM modifiée, les magnétosomes permettent à la fois un suivi et une manipulation du trajet effectué par les bactéries. Le contrôle de ce parcours est géré par un ordinateur dont le rôle est notamment de changer la direction du champ magnétique pour diriger la migration vers les régions choisies.

Un autre véhicule à mettre au point.
Découvrir un mode de livraison des médicaments compatible avec l'anatomie des tumeurs ne suffit pourtant pas. Un nouvel obstacle reste à franchir par les scientifiques pour que cette technologie puisse être mise en pratique. En effet, les nanobots bactériens, adaptés aux capillaires, ne sont pas capables de se déplacer contre le courant dans les vaisseaux sanguins plus importants. Les chercheurs doivent donc construire un autre véhicule qui acheminera les bactéries jusqu'au point d'entrée des artérioles de la tumeur. Ce véhicule de plus grande dimension sera composé d'un polymère et contiendra, outre les nanobots, des nano particules ferromagnétiques servant à transporter le complexe vers le point d'ancrage. Arrivés à destination, ils devront être dissous pour libérer leur charge. Sylvain Martel indique que l'équipe québécoise possède déjà des transporteurs de ce type, mais il admet qu'il reste à rendre compatibles entre eux les différents éléments : bactéries, cargaison et transporteurs. Une tâche qui, au mieux, devrait prendre deux ans.

Il faudra également tester la méthode in vivo, espérer que le système immunitaire ne se débarrassera pas trop vite des intrus, s'assurer de l'efficacité de ceux-ci et de l'absence d'effets néfastes chez l'homme. La liste des étapes restant à franchir peut paraître longue mais cela n'entame pas l'optimisme de Sylvain Martel, qui met en avant les avantages de son approche face à la toxicité « des méthodes qui existent maintenant».

* Institute of Electrical and Electronics Engineers