Vaterita, un nanotransportador de fármacos en las hojas de una planta alpina

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“Saxifraga sempervivum”. Foto: Paul Aston

El carbonato cálcico no parece tener nada de extraordinario. Estás presente abundantemente en la corteza terrestre, en foma de rocas calizas, es la sustancia que típicamente da dureza al agua y forma parte de la estructura de muchos seres vivos en forma de conchas, cáscaras de huevos o huesos. Sin embargo, el hallazgo de una forma de carbonato cálcico en una familia de plantas alpinas puede tener un gran impacto en la manera en la que se suministran los fármacos contra el cáncer.

Científicos la Universidad de Cambridge (Reino Unido) han descubierto que la vaterita, una forma de carbonato de calcio, es un componente dominante de la corteza protectora de color blanco plateado que se forma en las hojas de varias plantas alpinas del género Saxifraga.

No todo el carbonato cálcico tiene la misma estructura, por eso se dice que es polimorfo. En las condiciones normales de la corteza terrestre está como calcita y, en determinadas circunstancias, se puede encontrar en otras poliformas, como el aragonito o la vaterita. Estas poliformas son metaestables a temperaturas ordinarias, es decir, que si se encuentran en algún lugar, a poco que cambien las condiciones de temperatura o humedad, se convierten en calcita.

Por esta razón la vaterita de origen natural rara vez se encuentra en la Tierra. Se han encontrado pequeñas cantidades de cristales de vaterita en algunos crustáceos marinos y de agua dulce, en huevos de aves, en los oídos internos del salmón, en meteoritos y en algunas rocas. Esta es la primera vez que se ha encontrado un mineral tan raro e inestable en una cantidad tan grande y también es la primera vez que se encuentra asociado a plantas.

Aparte del interés puramente científico del hallazgo hay una componente utilitaria muy importante. La vaterita es muy atractiva desde el punto de vista farmacológico. De hecho, los químicos hace ya mucho tiempo que trabajan para intentar fabricar vaterita artificialmente con un método que sea económicamente viable.

Por una parte, la vaterita tiene unas propiedades características que la convierten en un nanotransportador de medicamentos casi ideal: la alta capacidad de carga, una alta absorción por parte de las células y su solubilidad le permiten ofrecer una liberación sostenida y específica de fármacos. Por ejemplo, las primeros estudios de nanopartículas de vaterita cargadas con fármacos anticancerosos indican que son capaces de descargar el fármaco lentamente solo en en la zona del cáncer, limitando, por tanto, los efectos secundarios negativos del fármaco. Por otra, la vaterita también parece mejorar los cementos que se emplean en cirugía ortopédica.

Los análisis con técnicas microscópicas pusieron de manifiesto que varias especies de Saxifraga exudan vaterita a través de los hidátodos (lo que en los animales vendrían a ser las glándulas del sudor) que se encuentran en los bordes de las hojas. Varias especies exudan una mezcla de vaterita y calcita; una en concreto, Saxifraga sempervivum, exuda vaterita pura. Es un misterio por qué ocurre esto; podría ser que fuese algo común en especies que han evolucionado en climas extremos, como las cumbres alpinas, y que, debido a la metaestabilidad de la vaterita, ésta se convierta rápidamente a calcita en otras especies.

Paradójicamente este descubrimiento llega cuando el cambio climático está amenazando muy seriamente la supervivencia de estas especies de plantas extremas.

Referencia:

Raymond Wightman, SimonWallis, Paul Aston (2018) Leaf margin organisation and the existence of vaterite-producing hydathodes in the alpine plant Saxifraga scardica Flora doi: 10.1016/j.flora.2018.02.006

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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