Tunegen cèl·lules de ratolí perquè s'alimentin (en part) del sol

Amb la població mundial superant ja els vuit mil milions, la sostenibilitat de les societats humanes tal com les entenem actualment comença a estar en dubte a mitjà termini, especialment si es té en compte el risc addicional que l’emergència climàtica suposa per a uns recursos finits. Però no cal mirar tan endavant per adonar-se del problema pràctic que representa haver d’alimentar tanta gent: es calcula que, ja actualment, un 10% dels habitants d’aquest planeta no tenen prou menjar i que tres mil milions no es poden permetre una dieta equilibrada.

És important recordar també que gairebé la meitat de morts entre els nens menors de cinc anys es deuen a la malnutrició. Així doncs, millorar l’accés global als aliments és una de les urgències que hem de resoldre per construir un futur millor, tot i que no sembla una tasca gens fàcil. Un article publicat recentment a la revista Nature posa sobre la taula una alternativa inesperada: ¿i si ens poguéssim nodrir de la llum del sol, com fan els vegetals?

Cap a una fotosíntesi animal?

Malgrat que tothom hauria de saber que els humans no podem sobreviure només prenent el sol, cada any encara mor algun respiracionista, un tipus de fanàtic que practica la inèdia (viure sense menjar) perquè creu que tota vida es pot sostenir només a base de prana (l’alè vital descrit en l’hinduisme). N’hi ha prou amb uns coneixements bàsics de biologia per adonar-se que les cèl·lules dels humans necessiten obtenir l’energia d’una altra manera, perquè els falta una habilitat bàsica: fer la fotosíntesi.

A diferència dels animals, les plantes, les algues i alguns bacteris són capaços de produir energia només a partir de diòxid de carboni, aigua i llum solar. Aquest procés, que es coneix com a fotosíntesi, és possible gràcies a unes vesícules que hi ha dins de les cèl·lules d’aquests organismes, anomenades cloroplasts. Els cloroplasts contenen clorofil·la, un pigment capaç d’absorbir els fotons de la llum i transferir-ne l’energia a unes molècules anomenades ATP i NADPH, que després s’utilitzaran com a combustible per a les funcions habituals de la cèl·lula. Aquestes reaccions tenen lloc en unes estructures del cloroplast que, vistes al microscopi, recorden piles de monedes. Cadascuna d’aquestes monedes rep el nom de tilacoide.

Buscant maneres d’augmentar la producció cel·lular d’energia, el grup dirigit per l'expert en biomaterials Xianfeng Lin, de la Universitat de Zhejiang, a Hangzhou, a la Xina, va descobrir la manera de trasplantar tilacoides d’espinacs a cèl·lules de ratolins. El primer obstacle era trobar la manera de protegir els tilacoides perquè no fossin destruïts per les defenses de les cèl·lules, que ataquen ràpidament qualsevol cos estrany. Per evitar-ho, van embolcallar les estructures de les plantes amb una membrana protectora d’origen animal per camuflar-les. A aquestes unitats híbrides les van anomenar nanotilacoides. Amb l’estímul adequat, les cèl·lules de ratolí s’empassaven els nanotilacoides, que aconseguien sobreviure prou temps per començar a produir ATP i NADPH en grans quantitats un cop s’exposaven les cèl·lules a la llum.

Tractaments per a l’artritis

El propòsit inicial dels experiments de Xianfeng Lin i el seu grup no era tan ambiciós com plantejar la possibilitat de tunejar humans per solucionar la fam al món, com proposàvem al principi, sinó trobar un possible tractament a malalties causades per una desregulació del metabolisme cel·lular, un problema força freqüent. Per exemple, molts processos degeneratius o reumàtics es caracteritzen per una incapacitat de certes cèl·lules de produir prou energia. Per això van trasplantar els nanotilacoides a condròcits —les cèl·lules que fabriquen cartílag— de ratolins amb artritis, i van veure com el consegüent augment de capacitat energètica comportava una recuperació del cartílag.

El principal problema d’aquests primers experiments és que els nanotilacoides només sobreviuen entre 8 i 16 hores un cop introduïts (set dies si es mantenen en la foscor), cosa que voldria dir que s’hauria d’anar repetint el trasplantament diàriament perquè fos efectiu. I encara un altre inconvenient: la producció addicional d’energia que provoquen els nanotilacoides genera un excés d’oxidants que poden ser tòxics per a la cèl·lula. Així doncs, encara serà necessari millorar el procediment perquè es pugui utilitzar fora del laboratori.

Sigui com sigui, aquests estudis pioners demostren per primer cop que es pot transferir la maquinària necessària per generar energia a partir del sol a cèl·lules que no la tenen, com les dels mamífers, o fins i tot organismes sintètics creats artificialment. Això fa pensar que, si es perfeccionés prou, la tècnica potser es podria aplicar algun dia als humans. Seria una manera nova de tractar certes malalties però, a més, podria ser suficient per reduir en part la nostra dependència del menjar, perquè equivaldria a dotar les cèl·lules humanes d’una font alternativa d’energia. De tota manera, mentre no se solucionin els problemes tècnics bàsics, aquesta qüestió continuarà pertanyent al reialme de la ciència-ficció.