Production de nano-sources thermiques in vivo par des nano-cages hybrides et génétiquement encodées – Nanoheaters

Nous proposons une approche multidisciplinaire (biotechnologie, biophysique, géomicrobiologie et nanophotonique) pour produire des nanoparticules magnétiques ou plasmoniques génétiquement encodées et utilisant la cellule bactérienne comme micro-usine. L’utilisation de protéines assemblées en forme de cages nanométriques permet de produire en importante quantité des nanoobjets déjà formulés (biofonctionnelle, magnétique ou plasmonique) et de tailles monodisperses. Notre premier but est de diriger cette synthèse pour obtenir des propriétés physiques remarquables (nanoparticules magnétiques et plasmoniques). Dans un second temps, nous utilisons les propriétés d'auto-assemblage de biomolécules, comme celles du cytosquelette, pour organiser ces nanoparticules selon des géométries définies (réseaux 3D et 1D) permettant d'exalter leurs propriétés électromagnétiques. Finalement, nous examinerons les propriétés qu’ont ces nanoobjets de dissiper de l’énergie thermique à la demande quand elles sont couplées à un champ électromagnétique.
Les impacts du projet sont nombreux:
-Le développement de micro-usines cellulaires pour produire des nanoparticules de hautes valeurs ajoutées (par exemple des nanoparticules monodisperses fusionnées à un anticorps thérapeutique, des catalyseurs polymétalliques verts…) peut contribuer à une nouvelle approche pour produire de nouveaux objets à coût compétitif et avec impact écologique réduit.
- Notre stratégie permet le développement d’une nouvelle approche, le contrôle par un champ magnétique ou par la lumière d’un chauffage localisé au voisinage de nanosources thermiques, génétiquement produites au sein de bactéries. Une meilleure compréhension des phénomènes d’hyperthermie à ces échelles, mais aussi des applications telles que l’actuation à distance de l’expression génétique, sont directement visées par notre projet.