Hoewel magnetische nanodeeltjes steeds meer worden gebruikt in celbeeldvorming en weefselbio-engineering, wat er op de lange termijn met hen gebeurt in stamcellen bleef ongedocumenteerd. Onderzoekers van CNRS, de Sorbonne Université, en universiteiten Paris Diderot en Paris 13, hebben aanzienlijke afbraak van deze nanodeeltjes aangetoond, in bepaalde gevallen gevolgd door de cellen die "opnieuw magnetiseren". Dit fenomeen is het teken van de biosynthese van nieuwe magnetische nanodeeltjes uit ijzer die vrijkomen in het intracellulaire medium door de afbraak van de eerste nanodeeltjes. Gepubliceerd in PNAS op 11 februari, 2019, dit werk kan de aanwezigheid van "natuurlijk" magnetisme in menselijke cellen verklaren, en helpen bij het bedenken van nieuwe instrumenten voor nanogeneeskunde, dankzij dit magnetisme geproduceerd door de cellen zelf.

Magnetische nanodeeltjes vormen de kern van de hedendaagse nanogeneeskunde:ze dienen als beeldvormende diagnosemiddelen, thermische middelen tegen kanker, middelen die gericht zijn op geneesmiddelen, en weefselmanipulatiemiddelen. De kwestie van hun lot in cellen, nadat ze hun therapeutische missie hebben volbracht, werd niet goed begrepen.

Om de reis van deze nanodeeltjes in cellen te volgen, onderzoekers van het Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (CNRS/Université Paris Diderot) en het Laboratoire de Recherche Vasculaire Translationnelle (INSERM/Université Paris Diderot/Université Paris 13), in samenwerking met wetenschappers van de Sorbonne Université1 hebben ze een originele benadering van nanomagnetisme in levende systemen ontwikkeld:eerst integreerden ze magnetische nanodeeltjes in vitro in menselijke stamcellen. Daarna lieten ze ze een maand lang differentiëren en ontwikkelen, om ze op lange termijn in de intracellulaire omgeving te observeren en om hun transformaties te volgen.

Door de "magnetische vingerafdruk" van deze nanodeeltjes in de cellen te volgen, de onderzoekers hebben aangetoond dat ze eerst werden vernietigd (celmagnetisatie valt weg) en ijzer vrijgaven in de intracellulaire omgeving. Volgende, dit "vrije" ijzer werd in niet-magnetische vorm opgeslagen in ferritine, het eiwit dat verantwoordelijk is voor de opslag van ijzer, of diende als basis voor de biosynthese van nieuwe magnetische nanodeeltjes in de cel.

Het is bekend dat dit fenomeen voorkomt bij sommige bacteriën, maar een dergelijke biosynthese was nog nooit aangetoond in zoogdiercellen. Dit zou de aanwezigheid van magnetische kristallen bij mensen kunnen verklaren, waargenomen in de cellen van verschillende organen, vooral de hersenen. Wat is meer, deze ijzeropslag in magnetische vorm zou ook een manier kunnen zijn voor de cel om op de lange termijn te "ontgiften" om overtollig ijzer tegen te gaan. Vanuit het oogpunt van nanogeneeskunde, deze biosynthese opent een nieuwe weg naar de mogelijkheid van puur biologische magnetische markering in cellen.