Magnetic colloïds and their biophysical use for in vitro and in vivo cell detection, targeting and tracking
Les colloïdes magnétiques et leur utilisation
biophysique dans la détection, le guidage et le
suivi cellulaire in vitro et in vivo
Résumé
The colloïds used are composed of magnetic nanoparticles (10 nm iron oxide nanocrystals) dispersed in aqueous suspension, and bearing net negative surface charge. Those nanoparticles adsorb through electrostatic interactions on the membrane of most cell types, and are then spontaneously internalised inside intracellular vesicles. It becomes thus possible to magnetically labeled cells. This magnetic labeling can be used to non-invasively follow-up by MRI the fate of therapeutic cells implanted inside the organism. Such labeling has been used to monitor the fate of rat smooth muscle cells in an abdominal aortic aneurysm model and of muscular explants in a urinary incontinence model. In each case, modification of MRI contrast properties over time has been investigated both in vitro and in vivo. Cell magnetic properties have also been used to apply external forces and investigate their influence on cell migration in vitro as well as their potential use for in vivo cell targeting.
Les colloïdes utilisés sont des suspensions de nanoparticules magnétiques (nanocristaux d'oxyde de fer de 10 nm) chargées négativement en surface, qui s'adsorbent de façon aspécifique sur la membrane de la plupart des types cellulaires, où elles sont spontanément internalisées dans des vésicules intracellulaires. Les nouvelles propriétés magnétiques de cellules thérapeutiques ainsi marquées et implantées au sein de l'organisme permettent leur suivi in vivo de manière non-invasive par IRM. Nous avons ainsi pu suivre des cellules musculaires lisses dans un modèle d'anévrisme et des explants musculaires dans un modèle d'incontinence urinaire. Dans chaque cas, l'évolution des propriétés de contraste des cellules marquées au cours du temps a été étudiée in vitro et in vivo. Ce marquage magnétique nous a aussi permis de soumettre les cellules à des forces magnétiques et analyser leur influence sur la migration cellulaire in vitro et la faisabilité d'un guidage magnétique in vivo.
