Descubierto el proceso por el que las bacterias fabrican nanoimanes

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Muchas bacterias pueden fabricar imanes nanométricos de óxidos de hierro -magnetita- que utilizan para orientarse en el campo magnético de la tierra, como lo haría una brújula. Estas nanopartículas magnéticas o imanes nanométricos son de gran interés para aplicaciones biomédicas, tanto en diagnóstico como en terapia, sea ésta por sobrecalentamiento (hipertermia), que mata las células cancerosas con preferencia sobre las sanas, como mediante la entrega de fármacos en lugares concretos, sin necesidad de invadir todo el cuerpo del paciente con drogas de efectos secundarios potencialmente peligrosos. Las nanopartículas magnéticas de origen bacteriano son de alta calidad estructural y química y, además, son biocompatibles, pues vienen recubiertas de una membrana biológica, constituyendo así un “magnetosoma”.

Un equipo de investigadores de BCMaterials (Basque Center for Materials, Applications and Nanostructures) y de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, encabezado por Mª Luisa Fernandez-Gubieda y Alicia Muela, 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, y ha utilizado los grandes instrumentos científicos europeos como el sincrotrón Elettra en Trieste (Italia) y la microscopía electrónica de alta resolución en el Laboratorio de Microscopias Avanzadas en Zaragoza, para seguir los procesos de formación de las nanopartículas.

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 determinado 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.

Referencia:

M. Luisa Fdez-Gubieda, Alicia Muela, Javier Alonso, Ana García-Prieto, Luca Olivi , Rodrigo Fernández-Pacheco, and José Manuel Barandiarán (2013) Magnetite Biomineralization in Magnetospirillum gryphiswaldense: Time-Resolved Magnetic and Structural Studies ACS Nano DOI: 10.1021/nn3059983  

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa 


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