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Cancer : des robots tueurs de glioblastome

Au sein de l’unité Mint, Joël Eyer et plusieurs chercheurs travaillent à la mise au point de micro-robots capables de cibler le glioblastome, le plus fréquent des cancers du cerveau. Ce programme de recherche a reçu le soutien du Plan Cancer Inserm.

Joël EyerChaque année, quelque 13 000 nouveaux cas de glioblastome sont diagnostiqués en France. Le plus fréquent des cancers du cerveau est aussi redoutablement agressif. Même après traitement chirurgical et/ou médicamenteux, la récidive est la règle. La médiane de survie ne dépasse pas les 15 mois.

Pour éradiquer les cellules tumorales, Joël Eyer et ses collègues de l’unité Mint (Micro et nanomédecines translationnelles) ont décidé de miser sur le développement de robots. Des micro-robots, invisibles à l’œil nu, d’une taille de 50 à 100 nanomètres.

Leur carcasse n’est pas en métal, mais est constituée d’une enveloppe de nanoparticule lipidique, issue du savoir-faire de Mint en la matière.

Système de guidage

À l’intérieur, ces robots embarquent plusieurs « outils ». « On insère dedans de la magnétite, explique Joël Eyer, directeur de recherche Inserm et membre de Mint, pilote du projet. C’est pour ainsi dire le système de guidage du robot. La magnétite est composée de particules magnétiques que l’on va pouvoir guider dans le corps par IRM ». Les appareils d’Imagerie par résonance magnétique (IRM), utilisés dans les hôpitaux ou les laboratoires, « ont potentiellement tous la faculté de déplacer la magnétite. Mais il faut un logiciel spécifique ». Le développement de ce logiciel a été confié à l’autre partenaire, l’Insa Centre Val de Loire Bourges-Tours, et plus spécifiquement à Antoine Ferreira, professeur de robotique (laboratoire Prisme).

Au cours de leurs essais préalables, les chercheurs sont déjà parvenus à déplacer et à concentrer les robots dans une zone cancéreuse du cerveau (sur des rats). Une fois à la porte de la tumeur, un autre outil entre en fonction. « Autour du robot, nous mettons un peptide, le peptide NFL, une molécule qui ne reconnaît que les cellules de glioblastome. Nous travaillons sur ce peptide depuis une dizaine d’années, et il a déjà donné lieu à trois brevets, rappelle Joël Eyer. Dès qu’il va se retrouver à proximité d’une cellule tumorale, il va s’accrocher à elle et ouvrir une brèche pour pénétrer dans la cellule ».

En science-fiction, l'auteur aurait écrit que le robot vient de déployer son bras d’arrimage, et de forcer la porte d’entrée du vaisseau ennemi. Reste à introduire un explosif pour détruire l’adversaire. C’est justement ce que va faire le robot.

Bombes embarquées

« Nous pouvons utiliser deux types d’explosifs, poursuit Joël Eyer. Tout d’abord, nous pouvons faire entrer la magnétite dans la cellule tumorale et la faire chauffer grâce à l’IRM. À 45°C, la cellule malade est détruite. Autre solution : embarquer un poison dans le robot, un produit cytotoxique qui va pénétrer dans la cellule tumorale - et seulement elle - pour le même résultat ».

Les micro-robots sont guidés par des gradients magnétiques fournis par les bobines triaxiales de HelmholtzCes stratégies d’action sont au cœur du programme de recherche MTG, Microrobots targeting glioblastoma, lauréat de l’appel à projets 2018 du Plan Cancer Inserm. Doté d’un budget consolidé d'environ 1 million d’euros, il sera officiellement lancé le 1^er décembre 2018 et s’étalera sur 3 ans.

L’un des enjeux sera de fiabiliser les déplacements des micro-robots guidés par des gradients magnétiques fournis par les bobines triaxiales de Helmholtz, d’évaluer leur capacité à passer les obstacles du cerveau humain et à cibler les cellules de glioblastome.

Un autre axe de recherche portera sur le développement d’un nouveau véhicule, à base de silicium poreux (un matériau habituellement utilisé dans la microélectronique), pouvant être fonctionnalisé avec le peptide NFL de manière aussi efficace. Cette partie sera confiée à l’équipe du laboratoire Greman de l’Insa, qui « a montré récemment qu’il était possible de produire des micro-particules de silicium poreux de différentes tailles, capables de transporter des médicaments et des nanoparticules magnétiques ».