En la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba están modificando bacterias para que se alimenten de un compuesto altamente tóxico.
La industria petroquímica utiliza un compuesto denominado 2,4 dinitrotolueno. El 2,4 DNT es uno de los principales desechos derivados de la síntesis de toluendisocianato, utilizado en la fabricación de poliuretano, la espuma de los colchones. En el Departamento de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), el equipo que dirige el Dr. Carlos Argaraña investiga unas bacterias de suelo con capacidad de biodegradar este compuesto. Es decir, "buscamos modificar genéticamente una bacteria para que pueda degradar un compuesto que no existe en la naturaleza sino que es producido por el hombre, un químico sintético xenobiótico bastante tóxico." explica el Dr. Argaraña. Y agrega: "de alguna forma hay microorganismos que evolucionan y generan un proceso que les permite degradar estos compuestos que nunca existieron en la naturaleza para utilizarlos como alimento. Es una forma aparentemente muy extraña y sorprendente de adaptación que sucede en la naturaleza.
La bacteria con la que trabajan en la UNC ya existe en la naturaleza. Pero no se puede utilizar porque está clasificada como un patógeno oportunista en humanos. "Patógenos oportunistas son aquellos organismos que pueden infectar a un individuo enfermo. Por ejemplo, si una persona padece una inmunodepresión o una quemadura muy severa, la bacteria puede infectarla y, en algunos casos es muy difícil de eliminar. Es importante aclarar que si el individuo está saludable, esta bacteria no lo infecta."
Por este motivo, esta bacteria no se puede usar; durante el proceso de degradación se generaría una gran cantidad de bacterias y no sería conveniente. "Lo que hacemos concretamente es pasar la maquinaria degradativa de este compuesto de la bacteria patógena a una inocua. En la degradación del 2,4-DNT intervienen 4 enzimas, cada una de las cuales hace un paso concreto en el proceso de degradación. Estas enzimas son proteínas que están codificadas por genes. Entonces tomamos los genes de la bacteria patógena y lo transferimos al cromosoma de una bacteria inocua para generar otra bacteria modificada genéticamente que tenga la capacidad de degradar este compuesto y no tenga ningún perjuicio para el medio ambiente y para los seres humanos."
"La biodegradación completa es una cuestión muy importante en la biotecnología porque hay otros microorganismos que modifican un compuesto pero no lo degradan completamente y lo que producen puede ser más tóxico que lo que inicialmente se encuentra. Además, el 2,4-DNT es un efluente industrial que no se puede arrojar al medio ambiente porque es tóxico. Actualmente, la industria lo elimina por incineración, en un horno a 800 grados que funciona 24 horas al día. Este procedimiento no es muy recomendable, por eso hay interesados en un proceso de este tipo. Lo que haría esta bacteria es alimentarse de este compuesto y degradarlo."
Las aplicaciones
Después del trabajo de laboratorio, viene la etapa de transferencia de estos conocimientos a la sociedad. La transferencia misma también tiene un tiempo de ejecución. "Hay que hacer una prueba a escala piloto, una escala intermedia entre el laboratorio y la industrial donde se van a ajustar los distintos parámetros para que los procesos sean eficientes. Y por último, viene la aplicación. Nuestro pequeño trabajo de laboratorio serviría para tratar 24.000 litros de 2,4-DNT por día de una industria de la provincia que está interesada en utilizar esta tecnología." De esta y otra línea de investigación (ver recuadro) participan los doctores Andrea Smania y José Barra, también investigadores de CONICET, y dos tesistas, Mariela Monti y Roberto Pezza. El Dr. Argaraña, también docente de biotecnología concluye: "es difícil predecir que puede pasar en este tipo de actividad pero, siendo optimistas y tomando como referencia el trabajo realizado hasta ahora, el próximo año tendremos lista la bacteria."
La competencia de las bacterias
Una bacteria es un organismo unicelular que sólo es visible a través de un microscopio. Los millones de bacterias que hay en el medio ambiente (en el suelo o en el agua) viven en un estado de competencia muy grande y con una carencia bastante seria de alimentos. En estas condiciones algunas bacterias esporulan, es decir pasan a un estado de vida latente en el cual pueden permanecer muchísimo tiempo, y otras tienen que desarrollar mecanismos bastante sofisticados a nivel fisiológico para sobrevivir. Por ejemplo, cuando una bacteria infecta un individuo, éste reacciona de diversas formas. El sistema inmune ataca este organismo extraño. Pero hay bacterias que tienen mecanismos para eliminar estos ataques y, así, escapar o sobrevivir a estos medios ambientes hostiles. Uno de los mecanismos que utilizan es generar cambios en sus proteínas, que llevan a cabo distintas funciones. Y estos cambios se producen por mutaciones. Todo organismo tiene un índice normal o natural de mutaciones y lo que hacen estas bacterias es incrementar ese índice de mutaciones y generar proteínas con actividades diferentes a las que normalmente tienen. De todo el abanico de bacterias con distintas funciones alguna es apropiada para eliminar un cierto escollo o para adaptarse a un medio ambiente determinado y sobrevive. Las otras, morirán.
Un conocimiento exhaustivo de estos mecanismos de generación de mutaciones podría servir para encontrar alternativas terapéuticas a ciertas enfermedades y, también, podría tener implicancias en la parte de aplicaciones diversas tal como la selección de cepas para llevar a cabo un proceso de biodegradación específico.
DICIT - Divulgación Científica