1. Utility of macrophages in an antitumor strategy based on the vectorization of iron oxide nanoparticles
- Author
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Catherine Aude-Garcia, Solveig Reymond, Bastien Dalzon, Véronique Collin-Faure, Josiane Arnaud, Julien Vollaire, Thierry Rabilloud, Olivier Proux, Daphna Fenel, Mélanie Guidetti, Isabelle Testard, Marie Carrière, Denis Testemale, Guy Schoehn, Véronique Josserand, Protéomique, Métaux et Différenciation (ProMD ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Matériaux, Rayonnements, Structure (NEEL - MRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075 ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Institut de Biologie et de Pathologie [CHU Grenoble] (IBP), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), Rabilloud, Thierry, Protéomique, Métaux et Différenciation (ProMD), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Institute for Advanced Biosciences (IAB), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), MRS - Matériaux, Rayonnements, Structure, Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Rayonnement Synchrotron et Recherche Medicale (RSRM), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), équipe FAME, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie et de Pathologie - IBP [CHU Grenoble], Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST), Institut d'oncologie/développement Albert Bonniot de Grenoble (INSERM U823), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-CHU Grenoble-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Platefome de Microscopie électronique IBS/ISBG, ANR-10-INSB-05-01,FRISBI,French Infrastructure for Integrated Structural Biology, ANR-10- LABX-49-01,Labex GRAL,Labex GRAL, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Matériaux, Rayonnements, Structure (MRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Lésions des Acides Nucléiques (LAN), Service de Chimie Inorganique et Biologique (SCIB - UMR E3), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
medicine.medical_treatment ,Population ,[SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer ,02 engineering and technology ,010402 general chemistry ,01 natural sciences ,chemistry.chemical_compound ,[SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer ,Cancer stem cell ,medicine ,General Materials Science ,education ,Intravascular injection ,education.field_of_study ,Cancer ,[SDV.IMM.IMM]Life Sciences [q-bio]/Immunology/Immunotherapy ,021001 nanoscience & nanotechnology ,medicine.disease ,0104 chemical sciences ,Radiation therapy ,[SDV.BBM.BS]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biomolecules [q-bio.BM] ,chemistry ,Physical Barrier ,Cancer cell ,Cancer research ,[SDV.IMM.IMM] Life Sciences [q-bio]/Immunology/Immunotherapy ,0210 nano-technology ,Iron oxide nanoparticles - Abstract
International audience; Utility of macrophages in an antitumor strategy based on the vectorization of iron oxide nanoparticles This Trojan horse strategy aims at specifi cally killing tumor cells. To achieve this goal, High-Z-element nanoparticles brought by macrophages are stimulated using low doses of X-ray radiation. The nanoparticles (namely FERINJECT®) liberate toxic photoelectrons in situ without damaging the surrounding healthy tissues. With its specifi c targeting of cancer cells, this promising anticancer strategy could greatly improve the effi ciency of current radiotherapy. Many solid tumors and their metastases are still resistant to current cancer treatments such as chemo-and radiotherapy. The presence of a small population of Cancer Stem Cells in tumors is held responsible for relapses. Moreover, the various physical barriers of the organism (e.g. blood-brain barrier) prevent many drugs from reaching the target cells. In order to alleviate this constraint, we suggest a Trojan horse strategy consisting of intravascular injection of macrophages loaded with therapeutic nanoparticles (an iron nanoparticle-based solution marketed under the name of FERINJECT®) to bring a high quantity of the latter to the tumor. The aim of this article is to assess the response of primary macrophages to FERINJECT® via functional assays in order to ensure that the macrophages loaded with these nano-particles are still relevant for our strategy. Following this first step, we demonstrate that the loaded macro-phages injected into the bloodstream are able to migrate to the tumor site using small-animal imaging. Finally, using synchrotron radiation, we validate an improvement of the radiotherapeutic effect when FERINJECT®-laden macrophages are deposited at the vicinity of cancer cells and irradiated.
- Published
- 2019