Published January 2020 | Version v1
Journal article

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

Others:
Transporteurs et Imagerie, Radiothérapie en Oncologie et Mécanismes biologiques des Altérations du Tissu Osseux (TIRO-MATOs - UMR E4320) ; 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)-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)
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM) ; 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)
Centre de Lutte contre le Cancer Antoine Lacassagne [Nice] (UNICANCER/CAL) ; UNICANCER-Université Côte d'Azur (UCA)
Institut de Chimie de Nice (ICN) ; 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)-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) ; Normandie Université (NU)-UNICANCER-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)

Description

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.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
November 29, 2023