Magnetotactic bacteria: sources of model magnetic nanoparticles and biorobots for localized therapies

Abstract

Las bacterias magnetotácticas son un grupo de microorganismos acuáticos capaces de orientarse en la dirección de las líneas del campo magnético terrestre gracias a la presencia de cadenas de nanopartículas magnéticas sintetizadas en su interior. Estas nanopartículas reciben el nombre de magnetosomas. Los magnetosomas están compuestos de magnetita de alta calidad química y cristalina, rodeada de una membrana lipídica de unos 3-4 nm. Además, el tamaño de estos magnetosomas es de unos 40-120 nm, lo que implica que son monodominios magnéticos a temperatura ambiente. Es precisamente, la alta reproducibilidad impuesta por la bacteria en la síntesis genética de los magnetosomas junto con la biocompatibilidad de estos, lo que ha producido un interés creciente en la comunidad científica para su uso en aplicaciones biomédicas.En la presente Tesis nos hemos centrado tanto en la aplicabilidad de los magnetosomas y las bacterias magnetotácticas para terapia biomédica, como en el interés intrínseco de sus propiedades magnéticas. Eneste sentido, por un lado investigamos el uso de magnetosomas como nanopartículas magnéticas modelo. Mostraremos cómo el control genético ejercido por las bacterias magnetotácticas a la hora de biomineralizar los magnetosomas nos ofrece una oportunidad incomparable para estudiar la estrecha relación existente entre la morfología y las propiedades magnéticas de las nanopartículas. Por otro lado, mostraremos el gran potencial de las bacterias magnetotácticas como biorobots anticancerígenos que pueden ser externamente controlados y monitorizados, gracias a sus capacidades de autopropulsión y fácil guiado; y a la capacidad de los magnetosomas para generar calor al estar sometidas a un campo magnético alterno.