Les nanopartícules: organització i replicació més enllà de la biologia?

Què és això? Un nanobacteri? Un nanorganisme? Un nanobi? Una
nanopartícules? És una cèl·lula? És un ésser viu? És un cristall?
Presenta biomolècules associades? És un organisme no-genòmic? La
controvèrsia dels nanopartícules, per uns nanobacteris, per d’altres
nanobis (per analogia amb microbis) porta cua. Interessa a biòlegs
fonamentals i a cosmobiòlegs, però també se’ls ha vinculat amb
malalties renals, cardíaques, vasculars, etc. Nova frontera en la
ciència? Psicosi col·lectiva? Hi ha qui diu que l’escepticisme sobre
els "nanobacteris" és una bona mostra d’aquell escepticisme que,
malauradament, no existeix en d’altres branques, més acceptables i
assentades, de la biologia. Hi ha qui diu que tot això són romanços.
Geòlegs i cristal·lografs blasmen el biocentrisme dels biòlegs. Els
experts en ‘nanobacteris’ són acusats de ‘microbe mongerers’, de
voler-nos vendre tests diagnòstics de dubtosa utilitat, o potser
d’utilitat únicament pels cosmonautes que no vulguin patir dels ronyons
en el viatge d’anada i tornada a Mart. Hi ha qui creu en els
‘nanobacteris’ i no ho diu per por que el tinguin per un tocat de
l’ala; i hi ha qui no hi creu però que fa com els gallecs amb les
meigues.

Imatges de l’article d’Olavi Kajander i de Neva Çiftçioglu on es
descriuen abastament i per primera vegada allò que ells anomenen
‘nanobacteris’, uns altres diuen ‘nanopartícules calcificadores’ i
d’altres ‘nanons’. La imatge general té l’aspecte granular d’un agregat
bacterià (A), s’hi detecta presència d’ADN (B) i hom pot observar
partícules en estat de bipartició (G).

Les cèl·lules més petites realment conegudes

Primer de tot hauríem de demanar-nos quines són les cèl·lules més
petites l’existència de les quals no és controvertida. Però això ens
duria immediatament a una qüestió més fonamental: què és un cèl·lula?
Seguirem una definició d’estar per cada: una cèl·lula és un sistema
delimitat per una membrana lipídica, a l’interior del qual trobem una o
més molècules d’ADN i tota una maquinària capaç de replicar-les i fer
alhora que, potencialment, el dit sistema pugui crèixer i eventualment
escindir-se en ‘cèl·lules filles’. Aquesta definició em sembla una mica
‘genocèntric’ o ‘desoxirribonucleicocèntrica’, però què hi farem.

La qüestió de quin és la cèl·lula més petita es redueix, al
capdavall, a respondre quin és el bacteri o arqueó més petit. No és
fàcil de respondre-hi, ja que en moltes poblacions bacterianes hi ha un
cert rang de variació de les dimensions cel·lulars, com a resposta a
les condicions ambientals (particularment, les condicions nutricionals).

Un possible candidat és Pelagibacter ubique. La longitud cel·lular oscil·la entre els 370 i els 890 nanòmetres (1 nanòmetre = 10-9
m) i el diàmetre (la morfologia és més o menys cilíndrica) és de
120-200 nanòmetres. Si per nanobacteri entenem aquell que no arriba 1
micra (1 micra = 10-6 m) en el seu diàmetre màxim, Pelagibacter ubique ho és. També ho serien d’altres microorganismes, com l’arqueó Nanoarchaeum (de 400 nm de diàmetre mitjà) (Huber et al., 2002).
En general, hom considera que no hi poden haver-hi bacteris o arqueons
amb unes dimensions cel·lulars per sota dels 200 nanòmetres de diàmetre

Més enllà de la barrera dels 200 nanòmetres

Quan el 1996, es va publicar l’anàlisi del fragment de meteorit
d’origen marcià ALH84001, hom se centrà en dues evidències en favor de
restes fòssils de vida microbiana marciana: la presència d’hidrocarburs
aromàtics policíclics (PAHs) i les imatges de microscopia electrònica
s’escaneig, que mostraven una mena d’estructures ‘bacterianes’. El cas
era que aquestes estructures amb prou feines arribaven als 100
nanòmetres. Per això ni els mateixos investigadors que analitzaren
l’ALH84001 en van fer gaire cap i se centraren en els PAHs. En línies
generals, hom arguí que tot plegat no era prova de res i que l’origen
més probable de PAHs i de les nanostructures eren processos geoquímics
no-biològics.

Electromicrografia obtinguda del fragment de meteorit ALH84001,
originari de l’escorça marciana. ALH84001 és el fragment d’un meteorit,
recuperat a l’Antàrtida el 1984, i que hauria caigut a la Terra fa uns
13.000 anys. El meteorit originari duria a l’espai exterior uns 16
milions d’anys, i s’hauria fomat a partir d’escorça marciana ejectada
arran d’un impacte previ. Però la diogenita de ALH84001 s’hauria format
fa uns 4.500-3.600 milions d’anys. En la imatge veiem estructures que
recorden al creixement bacterià. No obstant, les seves dimensions han
estat sempre considerades incompatibles amb les de cèl·lules viables.

Però ja en els anys 1980 diferents investigadors parlaven
d’ultramicrobacteris per referir-se a bacteris amb dimensions inferiors
a 200-300 nm. Robert L. Folk implicà el 1989 a nanobacteris termòfils
en la deposició de travertins, sense gaire acceptació. Folk batejà les seves nanostructures com a nannobacteria,
i per això és habitual de trobar-ho escrit així, amb dues n, quan hom
es refereix a nanostructures o nanopartícules d’origen geològic.

Nanobacteris o nanopartícules calcificadores? Digueu-los nanons

El 1998 Olavi Kajander i Neva Çiftçioglu, de la Universitat de Kuopio (Suomi) van donar el pas de descriure el Nanobacterium sanguineum,
que seria el nanoorganisme responsable de certs casos de litiasi renal,
particularment de la formació de cristalls d’apatita (Ca5(PO4)3(OH)).
Kajander i Çiftçioglu afirmaven haver pogut cultivar l’organisme en el
laboratori i que la tinció amb agents fluorescents (com el DAPI o el
taronja d’acridina) assenyalaven que les nanopartícules en qüestió
contenien ADN. Algunes de les ‘cèl·lules’ de N. sanguineum posseïen diàmetres de no pas més 80 nm.

L’any 2000 apareixia un article encapçalat per John Cisar
que refutava el caràcter biològic de les nanopartícules de Kajander.
Segons Cisar, la capacitat replicativa de les nanopartícules era una
forma poc habitual però plausible de creixement cristal·lí. Quant a la
presència d’ADN en els cultius ‘purs’ de ‘Nanobacterium sanguineum‘ es deurien probablement, segons Cisar, a la contaminació amb restes d’altres bacteris, concretament de Phyllobacterium mysinacearum, un bacteri habitual en contaminacions de laboratoris de genòmica.

Kajander i Çiftçioglu, de mentres, havien creat l’any 2000 ‘Nanobac Oy‘, una companyia per tal de desenvolupar eines diagnòstics a partir dels cultius de N. sanguineum. Aquesta companyia fou adquirida el 2003 per una altra companyia, prèviament fundada per Gary Mezo, ‘Nanobac Pharmaceuticals, Inc.‘.
Això genera, naturalment, un ‘conflicte d’interessos’. Però cal
distingir ací dues qüestions. D’una banda, si l’agent de Kajander és o
no és un microorganisme. I de l’altra si l’agent de Kajander és
realment un factor important en malalties calcificadores, ja no tan
sols la litiasi renal sinó també lesions arterials calcificadores. En
aquest sentit s’ha afirmat que hi ha una forta correlació entre la
presència d’anticossos plasmàtics reactius contra l’agent de Kajander i
la presència de calcificació d’artèria coronària. Les lesions
calcificadores d’artèries i vàlvules cardíaques humanes poden presentar
aquestes ‘nanopartícules’ (Miller et al., 2004).
També s’ha afirmat que les condicions de microgravetat poden accelerar
el creixement de l’agent de Kajander i que, per tant, seria recomanable
controlar la presència d’anticossos en els cosmonautes abans de
qualsevol missió perllongada (Çiftçioglu et al., 2005).

En els darrers mesos han aparegut dos articles que reforcen,
contràriament, la idea que les nanopartícules de Kajander no són
microorganismes. Per això la literatura científica s’estima més
referir-s’hi com a ‘nanopartícules calcificadores).

El febrer del 2008, un grup d’investigadors de Marsella (Raoult et al., 2008)
les nanopartícules calcificadores eren caracteritzades com a ‘complexos
mineral-fetuïna amb capacitat auto-propagadora’, i recomanaven com a
denominació de compromís: ‘nanó’. La fetuïna és una de les proteïnes de
la sang que combat els processos de mineralització en els fluids
corporals però, en condicions patològiques, pot actuar com a factor
nucleador per a la formació de cristalls d’hidroapatita en els
conductes renals. Els investigadors marsellesos consideren que han
provat de manera definitiva el caràcter no-biològic dels ‘nanons’: la
seva capacitat de creixement no es veu afectada per l’exposició a
enzims que degraden àcids nucleics. En canvi, els ‘nanons’ sí són
susceptibles a la radiació gamma, al pH àcids i a la proteïnasa K: tot
aquesta susceptibilitat es deuria al component proteic del ‘nanó’ (és a
dir, les proteïnes humanes associades a les nanopartícules). És en
l’anàlisi proteòmica de les nanopartícules que els autors foren capaços
de detectar-hi la fetuïna.

L’abril del 2008, Martel i Young
explicaven la morfologia de les nanopartícules calcificadores d’acord
amb el comportament de precipitats de carbonat càlcic (CaCO3). Segons els nivells de CO2 i de bicarbonat sòdic (NaHCO3), Martel i Young reproduïen in vitro aquestes nanopartícules, tot indicant "els precipitats de CaCO3
poden ésser ben similars als suposats nanobacteris en termes de
grandària uniforme, formes vesiculars deliniades per una superfície
membranosa, amb formacions que recorden a les de cèl·lules en divisió i
amb agregats en forma de colònies
".

Més petits encara: els nanobis

Per a qui pensi que les ‘nanopartícules replicants’ de Kajander són
petites (100 nm), què li deuen semblar els nanobis, amb unes dimensions
de 20 nm? Si les nanopartícules de Kajander són habitualment de forma
esferoïdal, els ‘nanobis’ són estructures filamentoses. Els ‘nanobis’
foren descrits per primera vegada per Philipa Uwins (1996) en mostres de roques obtingudes en prospeccions petrolieres.

Electromicrografia d’escaneig que mostra uns suposats nanobis. La
ratlla inferior que fa d’escala és d’1 micra o 1000 nanòmetres.

Hi ha qui insisteix en el caràcter biològic d’aquestes
nanostructures, tot dient que presenten àcids nucleics (ADN o ARN).
Morfològicament hom posa de manifest la similitud a les hifes de fongs
i als finalments d’actinomicets. Però, paradoxalment, la hipòtesi
no-genòmica no-biològica resultaria potser més interessant. Ja que això
ens mostraria la complexitat morfològica del món mineral, tant pel que
fa a estructures com processos. El 1985, Graham Cairns-Smith especulava a Seven clues to the origin of life
sobre la possibilitat que aquests processos de cristal·lització (ell
parlava, bàsicament, de silicats) fossin el motllo funcional damunt del
qual s’instal·larien les molècules orgàniques per generar els primers
éssers vius en la Terra primitiva.

Lligams:

First Live Video of Calcifying Nanoparticles Provides Possible Key to Chronic Disease Condition

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.