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MAGNETIC HYPERTHERMIA FOR METASTASIZED TUMOR TREATMENT AND REMOTE MANIPULATION OF MICRODEVICES

Description du projet

Perfectionner l’hyperthermie magnétique pour le traitement des métastases tumorales et la robotique intelligente

L’hyperthermie magnétique (HTM) est une technique qui génère un échauffement local grâce à un faible rayonnement électromagnétique via l’absorption d’énergie par des nanoparticules magnétiques (NPM). La HTM est utilisée avec des NPM pour favoriser les réactions catalytiques dans les solutions et pour brûler les tumeurs primitives dans le traitement du cancer. Cela dit, le traitement des métastases s’avère compliqué en raison de la faible accumulation de NPM. Le projet GIULIa, financé par l’UE, a pour ambition d’élargir le traitement par HTM afin de cibler les métastases et d’explorer la mobilité induite par HTM pour l’assemblage de microdispositifs. L’idée est de charger des NPM sur des cellules immunitaires tueuses naturelles (TN), qui administreront une forte dose de matériaux magnétiques dans les métastases, fusionnant ainsi les effets toxiques de l’immunothérapie à base de cellules TN avec le traitement par HTM. La réussite du projet permettra de perfectionner les applications médicales des NPM pour l’administration de médicaments, l’immunothérapie et la microrobotique.

Objectif

In magnetic hyperthermia (MHT), magnetic nanoparticles (MNPs) convert magneto-energy into heat under a time-varying magnetic field. MHT with MNPs is used in catalysis to promote reactions in solution and in cancer therapy, to ‘burn’ primary tumors in clinic, e.g. Glioblastoma, upon deposition of nanoparticles at the tumor site. The power of MHT, being an externally triggered approach to produce heat, goes beyond these actual uses. In GIULIa project I will apply MHT in tasks not yet explored to target the unmet needs of treatment of metastasized tumors and address MHT-mediated locomotion. MHT treatment of cancer metastases is now not doable because of scarce MNP dose accumulation at the spreading tumor sites. In GIULIa, MNPs designed for MHT, will be loaded in/on natural killer (NK) immune cells, which, intravenously injected, will deliver as Trojan horses the right dose of magnetic materials needed for MHT to the metastases. I will aim at raising the capability of NK and CAR-NK immune cells to infiltrate and recognize the tumor. This will merge synergic toxic effects of NK cells immunotherapy with MHT-heat damage of MNPs.
Next, magnetic microdevices and their remote locomotion based on MHT-heat gradient, represent a new technological solution for delivery purposes with no tissue-depth attenuation for their actuation. Under MHT, I will explore the localization of heat spots on metallic magnetic-based heterostructures as a means to generate bubbles in a liquid and drag an ad hoc designed magnetic-microdevices to which the heterostructures are anchored. For the scale-up synthesis of metallic-magnetic heterostructures needed for the microdevices, I will merge an in-flow approach to an MHT-route synthesis. The heat at the MNP surface will be used as an in situ energy source to promote the growth of the metallic domain on the MNP. Advanced NK cells and microdevice technology of GIULIa will impact the medical fields of MNP/drug delivery, immunotherapy and smart robotics.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-COG

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Institution d’accueil

FONDAZIONE ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA
Contribution nette de l'UE
€ 2 993 750,00
Coût total
€ 2 993 750,00

Bénéficiaires (1)