BCMaterials y la UPV-EHU visualizan cómo la bacteria sintetiza y coloca imanes como la aguja de una brújula
M. I.
Investigadores de BCMaterials y la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV-EHU han descubierto cómo las bacterias fabrican imanes. Aunque ha colaborado mucha gente, la dirección del trabajo la han abordado entre María Luisa Fernández Gubieda, en el ámbito de la física, y Alicia Muela, en el de la microbiología. GARA se reúne con ambas en su lugar de trabajo en el campus de Leioa.
Nos explican que esta labor aúna dos disciplinas muy diferentes: por un lado la microbiología y por otro la física, en concreto el magnetismo. Surge porque dos personas, Muela y Fernández Gubieda, se encuentran en el Decanato de la facultad. «Hablando nace la idea de hacer una labor juntas con unas bacterias [la rama de la microbióloga] que hacen nanopartículas magnéticas [el campo de la física]. No estamos tan acostumbradas a esta interdisciplinariedad y al inicio surge una dificultad de cómo abordar la tarea: para ella, cómo preparar las muestras para que sea fácil para los físicos trabajar con ellas; y para nosotros, entender lo que nos está dando», cuenta Fernández Gubieda.
Cuando ve estas bacterias en un congreso le parecen muy interesante y se inicia la relación con la intención de cultivar las bacterias para utilizar las nanopartículas que sintetizan con un extremo control genético. Las hacen con una calidad excepcional, química y estructuralmente. Son perfectas, muy difíciles de conseguir en un laboratorio químico. La idea inicial es cultivar las bacterias para obtener estas nanopartículas que son de alta calidad para aplicaciones biomédicas.
A raíz de esta primera aproximación al tema, surge otra línea de trabajo, que es intentar entender cómo las bacterias están produciendo las nanopartículas, cuál es el mecanismo de control para hacer unas nanopartículas tan perfectas. «Empezamos desde un tiempo cero; luego le incorporamos hierro y de forma controlada, cada pocos minutos, vamos parando y viendo qué es lo que ha hecho la bacteria mediante diferentes técnicas».
Utilizan muchas herramientas para hacer el seguimiento; magnéticas, de microscopía, de sincrotrón y alguna más casera.
«Las partículas que forman las bacterias son perfectas en varios sentidos: tienen una alta calidad química, son magnetita, un imán natural, un óxido de hierro sin defectos. Todas tienen la misma forma, son casi esféricas, y del mismo tamaño, 45 nanómetros. Por tanto, bajamos a una escala muy-muy pequeña. Nos movemos en el rango de los nanómetros, en la millonésima del milímetro».
Indica que en un tamaño tan pequeño, las propiedades de las nanopartículas son excepcionales y hacen que cada una de esas partículas sea un imán. «La bacteria, en los millones de años que lleva perfeccionándose, sintetiza las partículas en el tamaño adecuado y justo para que sea un pequeño y perfecto imán. La bacteria sintetiza esos imanes y los coloca en su cuerpo formando una cadena lineal de tal manera que construye como una aguja de una brújula en su interior. Utiliza las líneas de campo magnético terrestres para percibir cualquier cambio y orientarse y buscar sus condiciones de vida adecuadas».
Todo esto lo han visualizado muy bien con técnicas de microscopia electrónica que tienen en la facultad.
Cada una de estas partículas está rodeada de una membrana biológica, por lo que está ya protegida y hace que ese conjunto sea ya biocompatible, que se pueda incorporar en el cuerpo humano sin ningún daño y rechazo. La investigadora remarca que esto las hace realmente muy interesantes para aplicaciones biomédicas, tanto en el diagnóstico como en terapia. Puede matar las células cancerosas con preferencia sobre las sanas, así como utilizar fármacos en lugares concretos, sin necesidad de invadir todo el cuerpo del paciente con drogas de efectos secundarios potencialmente peligrosos.
Señala que hay dos líneas principales abiertas: «Por un lado, seguir entendiendo y estudiando bien cómo es el proceso de biomineralización, porque siempre quedan cosas abiertas; hemos entendido un paso, cómo la bacteria sintetiza esa magnetita y a partir de qué y cómo lo hace. Otra línea importante es ser capaces de la forma más controlada posible de extraer estas nanopartículas de las bacterias para ver su viabilidad en diferentes aplicaciones biomédicas».
El trabajo se ha publicado en “ACS Nano”, una de las revistas más importantes en el campo de la nanociencia y la nanotecnología y que tiene un impacto muy alto a nivel internacional.
Maria Luisa Fernández Gubieda da paso a su compañera Alicia Muela, que coincide en destacar que ha sido y es una experiencia interesante porque provienen de dos disciplinas muy distintas, «prácticamente sin comunicación, y eso ha hecho no diría difíciles sino divertidos» los comienzos para encontrar una forma en que se pudieran comunicar.
«Lo que para mí era básico y de sobra conocido para ellos era desconocido, y viceversa... ¡Y para mí sigue siendo bastante desconocido porque el mundo de la química es bastante complejo!», expresa entre risas.
No son solamente dos disciplinas muy distintas; la forma de trabajar y de comunicar los resultados de la investigación también son diferentes. Una de las cosas buenas que ha tenido Muela es que a nivel personal [y mirando a Maria Luisa pasa a hablar en plural] «nos ha permitido crecer y conocer muchas cosas».
Este es el comienzo del trabajo. Su colaboración va a continuar y esperan que dé frutos no saben si tan interesantes como los de hasta ahora, pero van a seguir trabajando juntos durante un largo periodo.
