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RGD-functionalized magnetosomes are efficient tumor radioenhancers for X-rays and protons

Authors :
Hervé Michel
David Pignol
Géraldine Adryanczyk Perrier
Joel Herault
Olivier Humbert
Juliette Thariat
Christopher T. Lefèvre
Jérôme Doyen
Béatrice Cambien
Christopher Hoog
Sandra Prévéral
Thierry Pourcher
Maha Hafsi
Transporteurs et Imagerie, Radiothérapie en Oncologie et Mécanismes biologiques des Altérations du Tissu Osseux (TIRO-MATOs - UMR E4320)
UMR E4320 (TIRO-MATOs)
Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ)
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)-Université Paris-Saclay-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)-Université Paris-Saclay
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Lutte contre le Cancer Antoine Lacassagne [Nice] (UNICANCER/CAL)
UNICANCER-Université Côte d'Azur (UCA)
Institut de Chimie de Nice (ICN)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Métropole Nice Côte d'Azur (NCA)
Centre Régional de Lutte contre le Cancer François Baclesse [Caen] (UNICANCER/CRLC)
UNICANCER-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Normandie Université (NU)
Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ)
Université Paris-Saclay-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)-UMR E4320 (TIRO-MATOs)
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)
Normandie Université (NU)-UNICANCER-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)
Source :
Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, Elsevier, 2020, 23, pp.102084. ⟨10.1016/j.nano.2019.102084⟩, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 2020, 23, pp.102084. ⟨10.1016/j.nano.2019.102084⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; Although chemically synthesized ferro/ferrimagnetic nanoparticles have attracted great attention in cancer theranostics, they lack radio-enhancement efficacy due to low targeting and internalization ability. Herein, we investigated the potential of RGD-tagged magnetosomes, bacterial biogenic magnetic nanoparticles naturally coated with a biological membrane and genetically engineered to express an RGD peptide, as tumor radioenhancers for conventional radiotherapy and proton therapy. Although native and RGD-magnetosomes similarly enhanced radiation-induced damage to plasmid DNA, RGD-magnetoprobes were able to boost the efficacy of radiotherapy to a much larger extent than native magnetosomes both on cancer cells and in tumors. Combined to magnetosomes@RGD, proton therapy exceeded the efficacy of X-rays at equivalent doses. Also, increased secondary emissions were measured after irradiation of magnetosomes with protons versus photons. Our results indicate the therapeutic advantage of using functionalized magnetoparticles to sensitize tumors to both X-rays and protons and strengthen the case for developing biogenic magnetoparticles for multimodal nanomedicine in cancer therapy.

Details

Language :
English
ISSN :
15499634
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, Elsevier, 2020, 23, pp.102084. ⟨10.1016/j.nano.2019.102084⟩, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 2020, 23, pp.102084. ⟨10.1016/j.nano.2019.102084⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....bcb3703585978650ba7dc2372137e137