Aunque las nanopartículas magnéticas se utilizan cada vez más en la obtención de imágenes celulares y la bioingeniería de tejidos, lo que les sucede dentro de las células madre a largo plazo sigue sin documentarse. Investigadores del CNRS, la Universidad de la Sorbona, y universidades Paris Diderot y Paris 13, han mostrado una degradación sustancial de estas nanopartículas, seguido en ciertos casos por las células "re-magnetizando". Este fenómeno es el signo de la biosíntesis de nuevas nanopartículas magnéticas a partir de hierro liberadas en el medio intracelular por la degradación de las primeras nanopartículas. Publicado en PNAS el 11 de febrero 2019, este trabajo puede explicar la presencia de magnetismo "natural" en las células humanas, y ayudar a concebir nuevas herramientas para la nanomedicina, gracias a este magnetismo producido por las propias células.

Las nanopartículas magnéticas son el núcleo de la nanomedicina actual:sirven como agentes de diagnóstico por imágenes, agentes térmicos contra el cáncer, agentes dirigidos a fármacos, y agentes de ingeniería de tejidos. La cuestión de su destino en las células después de que hayan cumplido su misión terapéutica, no fue bien entendido.

Para seguir el viaje de estas nanopartículas en las células, investigadores del Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (CNRS / Université Paris Diderot) y del Laboratoire de Recherche Vasculaire Translationnelle (INSERM / Université Paris Diderot / Université Paris 13), en colaboración con científicos de la Sorbonne Université1 han desarrollado un enfoque original del nanomagnetismo en sistemas vivos:primero incorporaron nanopartículas magnéticas in vitro en células madre humanas. Luego los dejaron para diferenciarse y desarrollarse durante un mes, observarlos a largo plazo en el ambiente intracelular y monitorear sus transformaciones.

Siguiendo la "huella magnética" de estas nanopartículas en las células, los investigadores han demostrado que primero estaban siendo destruidos (la magnetización celular cae) y liberando hierro al ambiente intracelular. Próximo, este hierro "libre" se almacenó en forma no magnética en ferritina, la proteína responsable de almacenar hierro, o sirvió como base para la biosíntesis de nuevas nanopartículas magnéticas dentro de la célula.

Se sabe que este fenómeno ocurre en algunas bacterias, pero una biosíntesis como esta nunca se había mostrado en células de mamíferos. Esto podría explicar la presencia de cristales magnéticos en humanos, observado en las células de diversos órganos, particularmente el cerebro. Qué es más, este almacenamiento de hierro en forma magnética también podría ser una forma de que la célula se "desintoxique" a largo plazo para contrarrestar el exceso de hierro. Desde el punto de vista de la nanomedicina, esta biosíntesis abre un nuevo camino a la posibilidad de un marcado magnético puramente biológico en las células.