Nuevo estudio sobre la magnetización genética de las bacterias vivas
Gran potencial para la biomedicina
Las bacterias magnéticas poseen capacidades extraordinarias gracias a las nanopartículas magnéticas, los magnetosomas, que se concatenan en el interior de sus células. Un equipo de investigadores de la Universidad de Bayreuth ha transferido ahora los cerca de 30 genes responsables de la producción de estas partículas a bacterias no magnéticas en una amplia serie de experimentos. El resultado son nuevas cepas bacterianas capaces de producir magnetosomas. Los resultados de la investigación presentados en "Nature Nanotechnology" son pioneros en la generación de células vivas magnetizadas, que tienen un gran potencial para el desarrollo de métodos diagnósticos y terapéuticos innovadores en biomedicina.
Basándose en amplios estudios, los investigadores identificaron inicialmente 25 especies de proteobacterias no magnéticas -con mucho, el dominio más extenso de bacterias- que son especialmente adecuadas para la transferencia de genes y para estudiar la formación de magnetosomas. Tanto las propiedades bioquímicas como la disponibilidad de secuencias genéticas específicas fueron factores decisivos. La magnetización tuvo éxito en siete especies: estas bacterias producen continuamente magnetosomas en los que los cristales de magnetita que contienen hierro se encadenan de forma similar a la de la bacteria donante Magnetospirillum gryphiswaldense.
"En términos de futuras aplicaciones en biomedicina, resulta especialmente prometedor que dos especies de bacterias que hemos conseguido manipular genéticamente ya se utilicen ampliamente en biotecnología. Según el estado actual de la investigación, son bien compatibles con las células humanas. Esto abre nuevas perspectivas para diversas aplicaciones biomédicas, por ejemplo, para el transporte controlado por microrobots de principios activos farmacéuticos, para técnicas de imagen magnética o incluso para optimizar la terapia del cáncer por hipertermia", afirma la primera autora del nuevo estudio, la Dra. Marina Dziuba, investigadora asociada del grupo de investigación de Microbiología de Bayreuth.
Los investigadores de Bayreuth han estudiado con más detalle los magnetosomas producidos por las nuevas cepas bacterianas transgénicas y han identificado así una serie de factores que podrían estar implicados causalmente en la formación de magnetosomas. La comparación entre el genoma de estas cepas y el de las bacterias modificadas genéticamente que no produjeron magnetosomas también ha aportado valiosos datos. Hay muchos indicios que sugieren que la formación de magnetosomas de las cepas bacterianas transgénicas está estrechamente relacionada con su capacidad de fotosintetizar o de participar en procesos independientes del oxígeno, la llamada respiración anaeróbica. En conjunto, el nuevo estudio demuestra que no son uno o unos pocos genes concretos los que faltan a las bacterias transgénicas cuando son incapaces de formar magnetosomas. Más bien, el factor decisivo para que sinteticen magnetosomas tras recibir los grupos de genes extraños es una combinación de ciertas propiedades metabólicas y la capacidad de utilizar eficazmente la información genética de los genes extraños para producir proteínas celulares.
"Nuestro estudio demuestra que es necesario seguir investigando para comprender en detalle la biosíntesis de los magnetosomas, identificar las barreras a su transferencia y desarrollar estrategias para superarlas. Al mismo tiempo, sin embargo, nuestros resultados arrojan nueva luz sobre los procesos metabólicos que favorecen la formación de magnetosomas. Por tanto, proporcionan un marco para futuras investigaciones en el camino hacia el diseño de nuevas cepas de bacterias magnéticas biocompatibles adaptadas a las innovaciones biomédicas y biotecnológicas", explica el Prof. Dr. Dirk Schüler, Catedrático de Microbiología de la Universidad de Bayreuth.
En investigaciones anteriores, el equipo de Bayreuth ya había logrado introducir los genes responsables de la formación de magnetosomas de la bacteria Magnetospirillum gryphiswaldense -un organismo modelo para la investigación- en el genoma de bacterias no magnéticas. Sin embargo, sólo en unos pocos casos, esta transferencia de genes dio lugar a bacterias modificadas genéticamente que, a su vez, empezaron a formar magnetosomas. Seguía sin estar del todo claro qué factores podían influir en que las bacterias transgénicas produjeran magnetosomas. En este contexto, el estudio que ahora se publica, en el que también ha participado un socio investigador de la Universidad de Panonia en Veszprém/Hungría, aporta nuevos e importantes impulsos para la magnetización selectiva de células vivas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
