Guider et localiser des bactéries en les rendant magnétiques

La bactérie intestinale Escherichia coli est une célébrité en biologie. Bien connue des chercheurs et facile à manipuler, elle sert de bactérie modèle pour de très nombreuses études cherchant à comprendre les mécanismes de base du vivant. Elle est également devenue un organisme clé des biotechnologies, permettant ainsi la production industrielle de médicaments comme l’insuline. Des chercheurs du laboratoire PASTEUR (CNRS/ENS/Sorbonne Université), de l’Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC, CNRS/MNHN/Sorbonne Université), de l’Institut de biologie de l’ENS (IBENS, ENS/CNRS/INSERM) et du Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB, CNRS/Collège de France/INSERM) s’en sont ainsi servi pour obtenir un micro-organisme vivant contrôlé artificiellement par un champ magnétique. Une propriété qui permet de trier, guider et déplacer facilement les bactéries grâce à des aimants.

Pour y parvenir, les chercheurs ont modifié génétiquement Escherichia coli afin qu’elle produise de la ferritine. Cette protéine capture et stocke, à l’intérieur de la bactérie, du fer ajouté dans le milieu de culture sous la forme de sels métalliques. Elle la protège également d’un excès de fer libre, qui lui serait fatal. Le métal ainsi stocké s’oxyde et forme une nanoparticule aux propriétés magnétiques. Plusieurs pistes d’applications ont été explorées. D’abord, des couples anticorps/antigènes ont été implantés à la surface des bactéries, les rendant capables de capturer d’autres bactéries cibles et de les concentrer sous l’action d’un aimant. En exprimant des protéines d’invasion à la surface de bactéries magnétiques qu’ils ont ensuite guidées vers un site précis, les scientifiques ont aussi augmenté localement l’infection de cellules animales. Ces travaux, qui ont donné lieu au dépôt d’un brevet, s’inscrivent comme une première étape vers le contrôle de micro-organismes pour du diagnostic in vitro ou in vivo, ainsi que pour des agents de contraste en imagerie médicale.