Muchas bacterias pueden fabricar imanes nanométricos de óxidos de hierro –magnetita- que utilizan para orientarse en el campo magnético de la Tierra, como una brújula, y que interesantes para tratamientos oncológicos y entrega de fármacos. Ahora investigadores vascos han averiguado cómo se producen, lo que abre la puerta a la producción de nanopartículas en grandes cantidades.
Las bacterias producen imanes nanométricos que les sirven de brújula y que son de gran interés para aplicaciones biomédicas, tanto en diagnóstico como en terapia. Las nanopartículas magnéticas de origen bacteriano son biocompatibles, pues vienen recubiertas de una membrana biológica, constituyendo así un 'magnetosoma'.
Por ejemplo, pueden utilizarse para producir sobrecalentamiento (hipertermia), que mata las células cancerosas con preferencia sobre las sanas. También son útiles para la entrega de fármacos en lugares concretos, sin necesidad de invadir todo el cuerpo del paciente con medicamentos que pueden tener efectos secundarios peligrosos.
Un equipo de investigadores del Basque Center for Materials, Applications and Nanostructures (BCMaterials) y de la Facultad de Ciencia y Tecnología (UPV/EHU) ha conseguido esclarecer el procedimiento que siguen estas bacterias para producir las nanopartículas magnéticas de óxido de hierro.
El estudio se ha realizado en condiciones de crecimiento de las bacterias perfectamente controladas. Se han utilizado los grandes instrumentos científicos europeos como el sincrotrón Elettra en Trieste (Italia) y la microscopía electrónica de alta resolución en el Laboratorio de Microscopías Avanzadas en Zaragoza, para seguir los procesos de formación de las nanopartículas.
La ferritina es crucial
La conclusión del trabajo es que las bacterias acumulan primero el hierro, que obtienen del exterior, en una proteína conocida como ferritina, hasta que alcanza un valor umbral. A partir de este momento el hierro de la ferritina se transforma en magnetita, aumentando la cantidad de hierro en cada bacteria hasta la completa maduración de los 'magnetosomas'.
El papel precursor de la ferritina es crucial para la formación de las nanopartículas magnéticas y ha sido puesto de relieve gracias a delicados experimentos de absorción de radiación sincrotrón. Estos resultados abren la puerta a la producción de nanopartículas magnéticas bacterianas en grandes cantidades, mediante métodos de biotecnología. El trabajo se ha publicado en ACS Nano, una de las revistas de mayor calidad, difusión e impacto en el área de la nanociencia y la nanotecnología.
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