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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-17-0029

DOMAINE DE RECHERCHE
Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux / Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Élaboration de microparticules magnétiques biocompatibles pour la destruction de cellules cancéreuses

RÉSUMÉ DU SUJET

Le laboratoire SPINTEC, du CEA/INAC, propose une thèse sur la mise au point de microparticules magnétiques destinées aux applications biomédicales, avec pour objectif la destruction ciblée de cellules cancéreuses. L’approche que nous développons consiste à déclencher la mort spontanée de cellules cancéreuses par vibration mécanique de ces particules, induite par l’effet d’un champ magnétique tournant externe. Le mécanisme de mort cellulaire reste à élucider, mais pourrait procéder par apoptose lorsque les particules fonctionalisées sont attachées à la membrane cellulaire, ou par nécrose lorsqu’elles sont internalisées.

L’effet anti-tumoral associé aux vibrations mécaniques a été mis en évidence en 2010[1] et, depuis, plusieurs études sur ce sujet ont été menées dans notre laboratoire, notamment sur l’élaboration des particules par des techniques empruntées à la microélectronique[2] et leur fonctionnalisation. Le potentiel d’application de ces particules pour le traitement du cancer a été démontré par des observations in vitro dans une thèse récemment soutenue dans notre équipe.[3] Néanmoins, l’extension des travaux en cours à des études in vivo – pour lesquelles de plus grandes quantités de particules sont requises - nécessite la mise au point d’un nouveau procédé d’élaboration.

La thèse proposée consiste à développer la synthèse par broyage mécanique de particules magnétiques de magnétite, matériau choisi pour sa biocompatibilité. Le projet comprendra 1) l’optimisation des propriétés magnétiques des particules ; 2) la mise au point d’un procédé de fonctionnalisation de la surface de façon à assurer, d’une part, la dispersion des particules en solution et, d’autre part, la sélectivité de l’ancrage sur la membrane de cellules cancéreuses ciblées ; 3) la réalisation des études préalables de toxicité et de réponse mécanique sous excitation magnétique ; 4) les tests in vitro permettant d’évaluer l’efficacité de ces nouvelles particules pour la destruction de cellules cancéreuses ; 5) la participation aux premiers essais in vivo sur des tumeurs de glioblastome utilisant ces particules.

Ce travail sera menée en collaboration avec le service SyMMES de l’INAC pour les études de fonctionnalisation et in vitro, et CLINATEC-Lab – sur le centre CEA-Grenoble – pour les essais in vivo. La formation initiale souhaitée est une formation multidisciplinaire en Nanosciences et Nanotechnologies couvrant à la fois des aspects physiques et biologiques.

[1] “Biofunctionalized magnetic-vortex microdiscs for targeted cancer-cell destruction”, D.-H. Kim, E. A. Rozhkova, I. V. Ulasov, S. D. Bader, T. Rajh, M. S. Lesniak, et V. Novosad, Nat. Mater. 9, 165 (2010).

[2] “Self-polarization phenomenon and control of dispersion of synthetic antiferromagnetic nanoparticles for biological applications”, H. Joisten, T. Courcier, P. Balint, P. Sabon, J. Faure-Vincent, S. Auffret, et B. Dieny, Applied Physics Letters 97, 253112 (2010) ; “Comparison of dispersion and actuation properties of vortex and synthetic antiferromagnetic particles for biotechnological applications”, S. Leulmi, H. Joisten, T. Dietsch, C. Iss, M. Morcrette, S. Auffret, P. Sabon, et B. Dieny, Applied Physics Letters 103, 132412 (2013).

[3] “Destruction de cellules cancéreuses par vibrations magnéto-mécaniques de micro/nano particules magnétiques : Élaboration des particules par approche top-down, biofonctionnalisation et tests in vitro”, S. Leulmi, Thèse de Doctorat, Université Joseph-Fourier, Grenoble (2014). http://www.theses.fr/s94192.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

La formation initiale souhaitée est une formation multidisciplinaire en Nanosciences et Nanotechnologies couvrant à la fois des aspects physiques et biologiques.

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut nanosciences et cryogénie
Spintronique et technologie des composants
Laboratoire Spintec
Centre : Grenoble
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2017
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Robert MOREL  

CEA
INAC/SPINTEC
INAC/SPINTEC
CEA Grenoble
17, rue des Martyrs
38054 cedex 9

Téléphone : +33 4 38 78 55 03

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Université Grenoble Alpes
Ecole Doctorale de Physique de Grenoble
EN SAVOIR PLUS
DIRECTEUR DE THÈSE

Robert MOREL

CEA
INAC/SPINTEC
INAC/SPINTEC
CEA Grenoble
17, rue des Martyrs
38054 cedex 9