Aida I. El Makawy és professora emèrita de genètica animal a l’Institut de Recerca en Biotecnologia del Centre Nacional de Recerca de Giza. Ara fa recerca sobre medicina alternativa i aliments funcionals. Entre els subjectes del seu treball hi ha els bivalves comestibles del litoral egipci, com ara cloïsses, musclos i ostres. És el cas de la cloïssa Paratapes undulatus (Born, 1778), espècie important des d’un punt de mira ecològic i nutricional. En un article a Scientific Reports, El Makawy et al. investiguen el perfil químic i les propietats biològiques d’un extracte etanòlic de P. undulatus, i de nanopartícules (NPs) biosintetitzades amb òxid de zinc (ZnO), argent (Ag) i seleni (Se). Les NPs foren caracteritzades per espectroscòpia (visible i ultraviolada) i microscòpia electrònica (TEM). El perfil cromatogràfic (GC-MS) posava de manifest que aquestes NPs consten d’un ampli ventall de metabòlits actius: porfirines, compostos organosilicis, derivats del sofre, esteroides, etc. Una part d’aquests metabòlits contribueixen a la formació i estabilització de les NPs. Extractes i NPs són efectives contra línies cel·lulars canceroses (Caco-2, HepG-2). Les NPs obtingudes per ‘síntesi verda’ són més potents. En particular, les Pu-SeNPs tenen una forta capacitat antioxidant (tests DPPH, ABTS i NO), anti-diabètica, anti-Alzheimer, anti-artrítica i anti-inflamatòria. Una mica per sota queden les Pu-ZnONPs. Les Pu-AgNPs no són gaire més efectives que l’extracte originari. Queda per veure quins són els mecanismes subjacents i, sobretot, si aquests resultats in vitro poden traslladar-se en forma de noves nanomedicines.
Hectonichus va fotografiar el 2 d’agost del 2016 un espècimen de valva de ‘Paratapes undulatus’ exposat al Museo Civico Craveri di Scienze Naturali
La bioquímica marina
És ben sabut que els ecosistemes marins constitueixen un reservori de productes naturals. Això es deu a una major diversitat biològica, però també al fet que els hàbitats marins són durs, competitius i fluctuants. Els invertebrats marins són el fonament de tota la diversitat zoològica, i això es plasma també en una bioquímica sofisticada.
Els mol·luscs ocupen un lloc preeminent en la zooquímica. Sovint produeixen metabòlits secundaris especialitzats i enzims defensius que tenen un interès farmacèutic per les seves propietats antioxidants, antimicrobianes o antiinflamatòries.
Les cloïsses són mol·luscs bivalves apreciats com a aliment. Una explicació bioquímica d’això rau en la riquesa de substàncies, en la qualitat de la seva proteïna, dels seus polisacàrids-sulfats, pèptids o esterols. Paratapes undulatus (بافيا اونولاتا) (Born, 1778) té importància comercial i ecològica en substrats litorals sorrencs d’aigües tropicals i subtropicals.
L’aprofitament d’aquesta riquesa bioquímica ha recolzat sovint en la preparació d’extractes, com ara extractes etanòlics. La nanociència, a més, ofereix la possibilitat d’estabilitzar i potenciar els productes naturals. Alhora, les biomolècules marines poden contribuir a la formulació d’una nanotecnologia verda: els grups funcionals hidroxil, amina, o carboxil poden reduir ions metàl·lics i iniciar processos de nucleació.
El Makawy et al. fan nanotecnologia verda amb tres plataformes inorgàniques diferents:
– argent (Ag). Les nanopartícules d’argent (AgNPs) que en resulten són caracteritzades físicament, químicament i biològicament.
– òxid de zinc (ZnO). Les ZnONPs són habitualment biocompatibles, poc tòxiques, sostenibles i amb una bona relació cost-efecte.
– seleni (Se).
Aquesta recerca fou concebuda i dissenyada per Aida I. El Makawy i Khaled M. Zayed (del Departament de Malacologia Mèdica de l’Institut de Recerca Theodor Bilharz). Dalia M. Mabrouk (Giza), Mohamed M. Abd Elrahman (Giza), Amal G. Hussien (Giza) i Cinderella A. Fahmy (del Laboratori de Biologia del Càncer de Giza) participaren en els experiments i anàlisis. El Makawy va fer les anàlisis estatístiques. L’article ha estat publicat en obert gràcies a un ajut de l’Autoritat egípcia de Finançament de Ciència, Tecnologia i Innovació i del Banc del Coneixement Egipci.
De la mar al laboratori
Les cloïsses Paratapes undulatus foren capturades al litoral d’Alexandria l’estiu del 2024 i la primavera del 2025. Les cloïsses eren rentades amb aigua marina i aigua destil·lada. Se’n retirava la closca, i es conserva en congelació 100 grams de teixit tou. Després de la descongelació, els teixits eren homogeneïtzats en morter. Els 100 grams de teixit homogeneïtzat eren exposats a 500 mL d’etanol 95%. L’extracte era després filtrat, i es feien dues re-extraccions més. Els filtrats eren concentrats amb un rotavapor, i el residu cru semi-sòlid conservat en refrigeració.
La síntesi verda d’AgNPs, ZnO-NPs i SeNPs consistia en emprar l’extracte etanòlic de P. undulatus (Pu) com a matriu reductora i estabilitzadora. La temperatura d’incubació era de 60 °C, el pH de 8,5, i durant 24 hores es mantenia tot sota agitació magnètica (500 rpm). Per espectrofotometria UV-Vis se seguia la síntesi fins a constatar l’estabilització de la ressonància SPR. Per a les AgNPs el substrat era nitrat d’argent (AgNO); per a les ZnO-NPs, acetat de zinc; i per a les SeNPs, selenit sòdic (Na2SeO3).
Les NPs eren finalment caracteritzades per l’absorbància a 200-800 nm. Mitjançant la microscòpia electrònica de transmissió se’n comprovava la forma i mida.
La cromatografia de gas acoblada a espectrometria de masses (GC-MS) fou aplicada a mostres de l’extracte etanòlic Pu i a les nanopartícules biogèniques.
La caracterització de les propietats biològiques passava per les proves següents:
– capacitat antioxidant total, a través de l’absorbància a 700 nm després de 90 minuts d’incubació de l’extracte amb una solució amb àcid sulfúric, fosfat sòdic i molibdat d’amoni. Com a referent s’emprava l’àcid ascòrbic.
– capacitat de reduir ferro. L’extracte era incubat amb ferricianur potàssic. La reducció se seguia per densitat òptica a 700 nm. L’àcid ascòrbic era el referent.
– assaig DPPH per comprovar la capacitat de captar radicals lliures.
– assaig ABTS per comprovar la capacitat de captar radical lliures.
– l’activitat antidiabètica era seguida mitjançant la capacitat d’inhibir els enzims alfa-amilasa i alfa-glucosidasa.
– l’activitat anti-Alzheimer consisteix en la capacitat d’inhibir l’enzim acetilcolinesterasa.
– l’activitat anti-artrítica era seguida amb els assaigs de desnaturalització de proteïnes i d’inhibició de la proteïnasa.
– l’activitat anti-inflamatòria consistia en la inhibició dels enzims ciclooxigenasa-1 (COX-1), ciclooxigenasa-2 (COX-2) i 5-lipoxigenasa (5-LOX).
– l’activitat anticancerosa s’assajava en cultius de les línies cel·lulars tumorals Caco-2 i HepG-2. Es comprovava la inhibició del creixement, la fragmentació d’ADN, l’expressió de gens apoptòtics (per RT-qPCR sobre els gens Bax, Bcl-2 i Caspasa-3), marcadors apoptòtics.
La biosíntesi de nanopartícules
Els 100 grams de teixit tou de P. undulatus donaren 20 grams d’extracte etanòlic. Els rendiments de les nanopartícules anaven del 42% (Ag-NPs), al 97% (Se-NPs). Les Ag-NPs tenen un pic d’absorció a 475 nm; les ZnO-NPs a 380 nm; i les Se-NPs a 265 nm.
Sota el microscopi electrònic tenim:
– les AgNPs formen agregats amb una mida de 125 nm.
– les ZnO-NPs tenen una forma irregular, amb una mida mitjana de 185 nm.
– les Se-NPs són esfèriques o ovalades, amb una mida de 214 nm.
Al microscopi electrònic, les NPs apareixen en una matriu lleugera i filamentosa. El Makawy et al. pensen que les NPs són encapsulades pels components orgànics de l’extracte Pu:
Electromicrografies d’Ag-NPs (a), ZnO-NPs (b) i Se-NPs (c).
La composició de les Pu-NPs
El cromatograma de l’extracte etanòlic Pu mostra 30 pics amb temps de retenció de 5,54 a 52,46 minuts. Hi dominen compostos heterocíclics, organosilicis, porfirines, sulfurosos i esteroidals.
El compost més abundant en Pu-ZnO-NPs és el ciclobutilmetanol. En Pu-AgNPs, ho és la (S)-4-metil-gamma-butirolactona. En les Pu-SeNPs, el compost més abundant és el 1-cloro-butà.
L’activitat antioxidant i de segrest de radicals lliures.
Si l’extracte cru Pu té una activitat antioxidant moderada, les Pu-NPs tenen una activitat superior, en especial les Pu-ZnO i les Pu-Se.
L’activitat antidiabètica
L’extracte cru Pu té una activitat inhibidora moderada dels enzims alfa-amilasa, alfa-glucosidasa i aldosa-reductasa. Les Pu-NPs tenen una activitat inhibidora superior, especialment les Pu-SeNPs, que tenen poc a envejar a l’acarbosa o a la quercetina.
Activitat anti-Alzheimer
Les Pu-NPs superen l’extracte en la capacitat inhibitòria de l’acetilcolinesterasa (AChE). Les Pu-SeNPs s’acosten en aquest sentit al donepezil.
Activitat anti-artrítica
Les NPs són més efectives que l’extracte en la inhibició de la desnaturalització de proteïnes o de la proteïnasa. Les Pu-SeNPs s’acosten al diclofenac sòdic.
L’activitat anti-inflamatòria
Per a la COX-1 i a la COX-2 són especialment inhibidores les Pu-Se NPS i les Pu-ZnO-NPs. Per a la 5-LOX ho són les Pu-Se NPs i les Pu-ZnO-NPs.
L’activitat anticancerosa
L’activitat citotòxica de l’extracte Pu i de les Pu-NPs no és gaire notable contra les línies HepG2 i Caco-2.
Pel que fa a la inducció de dany a l’ADN d’aquestes línies tumorals, ZnO-NPs és força efectiva contra HepG2. D’altra banda, Caco-2 era especialment susceptible a la fragmentació d’ADN tant en presència de l’extracte Pu com de les Pu-NPs.
En cèl·lules Caco-2, Pu-ZnO-NPs té una activitat pro-apoptòtic notable, en part per una sobreregulació de Bax. Les cèl·lules HepG2 són més resistents a aquesta activitat pro-apoptòtica. De totes maneres, tant en Caco-2 com en HepG2, extractes i NPs augmenten l’activitat caspasa-3.
Del laboratori a la nanomedicina
Ens pot semblar que som davant d’una col·lecció de resultats in vitro amb poca rellevància en el món real. Però aquests assaigs preclínics són la base del desenvolupament de nous fàrmacs. L’extracte Pu i les Pu-NPs assoleixen en alguns d’aquests assaigs efectivitats properes a les de fàrmacs actualment utilitzats per a tractar diabetis, artritis o Alzheimer.
És interessant constatar que, en termes generals, les NPs superen els extractes en aquestes activitats biològiques. Les NPs integren compostos zooquímics d’interès: els nanoconjugats biogènics compaginen estabilitat físico-química amb activitat biològica.
Les Pu-NPs tenen una mida entre 125 i 214 nm. Teòricament, entrarien en el medi intracel·lular per processos endocítics (macropinocitosi, fagocitosi).
Sembla que les Pu-Se NPs són les més prometedores per a una aplicació en nanomedicina. Es presenten en forma d’una matriu orgànica filamentosa amb una estabilitat col·loidal. Això facilitaria l’activitat antioxidant, però també l’acció inhibidora contra un ventall d’enzims.
Per endavant queda una llarga feina d’assaigs in vivo, d’avaluacions de seguretat, d’esclariment dels mecanismes biològics, etc.
Lligams:
– In vitro biological potential of green-synthesized nanoparticles from the Egyptian edible bivalve Paratapes undulatus (Born, 1778). Aida I. El Makawy, Khaled M. Zayed, Dalia M. Mabrouk, Mohamed M. Abd Elrahman, Amal G. Hussien & Cinderella A. Fahmy. Sci. Rep. 16: 26045 (2026).
Des de la Mediterrània 
Podeu escriure el vostre comentari aquí: