UNA BACTERIA CONVIERTE TOXINAS EN ORO

Una especie de bacteria puede convertirse en el «rey Midas» de la naturaleza, ya que es capaz de crear diminutas pepitas de oro para ayudarse a crecer en las soluciones tóxicas del metal precioso. Investigadores creen que la molécula con la que las bacterias crean estas partículas podría ser utilizada en el futuro para recoger oro de los desechos mineros.

Los microbios pueden utilizar algunos metales para desarrollarse, como el hierro, pero otros les resultan letales, como es el caso del oro y la plata. El oro soluble es tóxico para la mayoría de las microbios, pero resulta que se han encontrado biopelículas -ecosistemas microbianos con diferentes microorganismos- sobre la superficie de las pepitas de oro. Y esas bacterias pueden ser, precisamente, las culpables de la acumulación del oro sólido.

Frank Reith, un microbiólogo ambiental en la Universidad de Adelaida (Australia), encontró ya hace diez años algunas de las primeras evidencias de que las bacterias prosperan en partículas de oro. En varios sitios, a miles de kilómetros de distancia, encontró una bacteria, la Cupriavidus metallidurans, que desintoxica el oro disuelto acumulando pequeñas nanopartículas de oro en el interior de sus células.

Ahora, un estudio firmado por un equipo de científicos canadienses de la Universidad McMaster de Hamilton (Ontario) en la revista Nature Chemical Biology se ha preguntado si otra bacteria, la Delftia acidovorans, actúa de forma similar. Descubrieron que esta bacteria no metaboliza el oro soluble como su congénere, si no que lo solidifica en el exterior, bajo una forma no tóxica. Utiliza una molécula para crear estructuras sólidas complejas, similares a las que se encuentran en las pepitas de oro. El proceso se desarrolla en unos segundos, a temperatura ambiente y en condiciones de acidez neutra. Según los científicos, la bacteria es aún más eficaz que los productos utilizados actualmente por la industria para producir nanopartículas de oro.

Los investigadores creen que se podría utilizar esta bacteria para crear oro de las aguas residuales producidas en las minas. Sería como sacar un tesoro de la basura.

DESCIFRAN NUEVO GENOMA DE BACTERIAS QUE APROVECHAN EL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO PARA LA AGRICULTURA

Investigadores de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ), en Granada, España, descifraron el genoma completo de una nueva estirpe de la bacteria Sinorhizobium meliloti, que interviene en la fijación del nitrógeno atmosférico para los cultivos leguminosos. 

En la información se destacó que conseguir la secuencia del genoma necesitó sólo de la intervención de cinco investigadores de la EEZ a diferencia de lo que sucedía hace algunos años, cuando eran necesarios grandes consorcios de investigación internacionales para llevar a cabo proyectos de esta envergadura.

Esta bacteria, perteneciente al género Sinorhizobium, es capaz de fijar el nitrógeno atmosférico posibilitando así la asimilación de éste por las plantas leguminosas con las que establece asociaciones simbióticas en la naturaleza, integra, entonces, un grupo más amplio de microorganismos fijadores de nitrógeno a los que se conoce colectivamente como rizobios y que están asociados a plantas leguminosas forrajeras de gran importancia agronómica.

De esta asociación mutualista, la leguminosa consigue un aporte de nitrógeno que favorece su desarrollo, obteniéndose una mayor producción en los cultivos. Además, un valor añadido de estas simbiosis es que evita la necesidad de utilizar abonos nitrogenados, ya que la bacteria se encarga de que la planta tenga el correcto aporte de nitrógeno, lo que supone un gran ahorro económico en la agricultura y se evita el deterioro ambiental que causa el uso de fertilizantes químicos.

El especialista Francisco Martínez-Abarca explicó que el estudio funcional de este genoma permitirá profundizar en las bases genéticomoleculares que rigen el establecimiento de las simbiosis mutualistas entre los rizobios y las leguminosas así como la optimización de la explotación biotecnológica de estas interacciones de tanta importancia para la sostenibilidad del planeta.

CREAN BIORREACTOR PARA CREAR MEMBRANAS ARTIFICIALES QUE SUSTITUYEN LA PIEL

Luego de varios años, los integrantes del Grupo de Trabajo en Ingeniería de Tejidos (GIT)  de la Universidad Nacional de Colombia, lograron fabricar una versión local de un biorreactor spinner que recrea las condiciones óptimas para el cultivo a gran escala de membranas artificiales.

Este es un equipo que ofrece unas condiciones ambientales de aislamiento que permiten cultivar fibroblastos, las células propias de tejidos conectivos del cuerpo (epidermis, dermis y cartílagos, etc.). El aparato puede funcionar sin utilizar una incubadora, como tradicionalmente sucede.

Los investigadores cultivan células y soportes de colágeno (superficie donde crecen los fibroblastos) para crear sustitutos que restauren las funciones que hayan perdido seres humanos o animales. Estos resultan de gran utilidad para reemplazar tejidos dañados cuya cicatrización natural es difícil. 

El reto es obtener productos sanos, sin daños en el patrón cromosómico. Para eso, se debe propiciar una eficaz división celular (mitosis) en el laboratorio, tal como sucede en un ser vivo. Este es un punto crucial, pues una inadecuada manipulación del material puede originar fallas que lo inhabilitarían para ser usado en humanos. 

“Tratamos de hacer por fuera lo que la naturaleza ha hecho tan bien. Trabajamos con mucosa oral y úlceras, pero siempre habíamos estado limitados por los equipos. Ahora, con los nuevos desarrollos del laboratorio, modificamos las condiciones y podemos producir tejido a gran escala”, asegura Martha Fontanilla, doctora en Ciencias Biomédicas y líder del GIT. Y es que, en la actualidad, uno de los desafíos más urgentes de la Ingeniería de Tejidos es cultivarlos en grandes volúmenes, para beneficiar a una mayor cantidad de personas.

Los procesos bioquímicos y biológicos que se desencadenan gracias a la acción del biorreactor se encuentran controlados y permiten elaborar tejidos artificiales con características superiores a las de los cultivos estáticos (por ejemplo, una incubadora celular). Así, se desarrollan soportes grandes, un ambiente mejor controlado y una mayor área de cultivo.

Asimismo, el equipo permite el crecimiento de células de fibroblastos en mallas de colágeno. Y, a través de agitación continua, efectúa una distribución más adecuada de las sustancias utilizadas y una proliferación celular en condiciones óptimas de esterilidad.

El cultivo de tejido conectivo artificial se hace mediante un sistema de dispersión de gas que facilita la transferencia de CO2 y O2 en el material en crecimiento, al tiempo que optimiza la aireación superficial. 

La profesora Fontanilla asegura que los biorreactores normales tienen una capacidad de cincuenta mililitros, pero resalta que en el laboratorio de la UN lograron desarrollarlo de tal manera que su capacidad es de dos litros y funciona fuera de la incubadora de CO2. 
La importancia de este desarrollo se evidencia en casos como el de los diabéticos, cuyas heridas no cicatrizan fácilmente porque no tienen suficiente oxígeno y cuyas condiciones pueden ser simuladas en el biorreactor. 

Además, el biorreactor determina los soportes y las células propicias para cada caso; como las que están involucradas en la señalización celular y en el cierre de heridas, que son las encargadas de dar las órdenes a otras células para que comiencen el proceso de cicatrización o de regeneración. 

Cada uno de los integrantes del GIT ha contribuido a perfeccionar el biorreactor. Gracias a su entrega, los resultados del grupo serán la base de partida para crear una empresa que está próxima a ponerse en marcha con el apoyo de Colciencias. De esta manera, se aprovechará la capacidad instalada del laboratorio, lo que hará más rentable el procedimiento, al producir una mayor cantidad de tejido para beneficiar a más personas. 

DESCUBREN UNA HABILIDAD OCULTA DE LAS BACTERIAS QUE PUEDE FACILITAR LAS TERAPIAS CON CÉLULAS MADRE

Investigadores de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) han descubierto que las bacterias son capaces de cambiar la composición de las células nerviosas de forma que toman las propiedades de las células madre. Dado que las células madre pueden desarrollarse en cualquiera de los diferentes tipos de células que hay en el cuerpo, incluyendo el hígado y las células del cerebro, imitar este proceso podría ayudar a la investigación en una amplia gama de condiciones degenerativas.

Los científicos hicieron el descubrimiento estudiando las bacterias que causan la lepra, una enfermedad neurodegenerativa infecciosa. El estudio, llevado a cabo en ratones y publicado en 'Cell', encontró que en las etapas tempranas de la infección, las bacterias fueron capaces de protegerse del sistema inmunológico del cuerpo escondiéndose en las células nerviosas, conocidas como células de Schwann o células gliales, y cuando la infección se estableció completamente, las bacterias fueron capaces de convertir las células nerviosas en células madre.

Al igual que las células madre normales, estas células eran pluripotentes, lo que significa que podrían convertirse en otros tipos de células, por ejemplo células musculares, lo que permitió a las bacterias propagarse por los tejidos del cuerpo, explican los investigadores. Además, las células madre generadas por bacterias también pueden secretar proteínas especializadas, llamadas quimiocinas, que atraen a las células inmunes, que a su vez recogen las bacterias y la propagación de la infección.

Los científicos creen que estos mecanismos, utilizados por las bacterias de la lepra, podría existir en otras enfermedades infecciosas. El conocimiento de esta táctica recientemente descubierta que utilizan las bacterias para propagar la infección podría ayudar a la investigación para mejorar los tratamientos y el diagnóstico precoz de las enfermedades infecciosas.

"Hemos encontrado una nueva arma en el arsenal de una bacteria que le permite difundirse de manera efectiva en el cuerpo mediante la conversión de las células infectadas a las células madre. Una mayor comprensión de cómo ocurre esto podría ayudar a la investigación para el diagnóstico más temprano de enfermedades infecciosas bacterianas, como la lepra", explica el director de la investigación, Anura Rambukkana, del Centro de Medicina Regenerativa de la Universidad de Edimburgo.

En la investigación se demostró que cuando una persona infectada de células de Schwann se reprograma para convertirlas como células madre, pierde la función de las células de Schwann para proteger las células nerviosas, que transmiten señales al cerebro, lo que lleva a dañar los nervios.

Según Rambukkana esto es muy interesante, ya que es la primera vez que se ve que las células del tejido funcional adultas pueden ser reprogramadas en células madre por una infección bacteriana natural, que además no conlleva el riesgo de crear células tumorales. Entonces potencialmente se podrían utilizar las bacterias para modificar la flexibilidad de las células, convirtiéndolas en células madre y luego utilizar los antibióticos estándar para matar las bacterias completamente de modo que las células puedan ser trasplantadas de forma segura al tejido que ha sido dañado por una enfermedad degenerativa.

MICROALGAS COMO FUENTE DE ENERGÍA PARA EDIFICIOS FUTURISTAS

Ingenieros franceses que trabajan en Nanterre tienen en mente utilizar microalgas para proveer energía a edificios futuristas. Para ello han empleado primero las aguas residuales domésticas en un proceso simple:

Estas aguas residuales son diluidas con el fin de que una serie de microorganismos (microalgas) puedan asimilar la contaminación, es decir, metabolizar los compuestos contaminantes, y así permitir su reproducción. Acto seguido se separan las microalgas, del producto metabólico (aceite). El aceite puede transformarse en carburante para que su energía pueda transformarse en calor o en electricidad, por ejemplo fuente de energía para una lámpara.

Para materializar esa idea, han instalado sobre el tejado de un edificio fotobioreactores fabricados con unos tubos transparentes por los que circula el carburante y que permiten a las microalgas reproducirse a una velocidad excepcional.

El proceso de separación se realiza mediante el empleo de un novedoso sistema electromagnético que permite separar el agua de las algas reemplazando el proceso de centrifugado tradicional que requería una gran cantidad de energía.

El carburante recuperado tiene el mismo valor energético que el carbón. Y el agua reciclada, la misma calidad que el agua de lluvia.

Este sistema de tratamiento de aguas residuales puede producir hasta el 80% de la energía que necesita un edificio, y la mejor noticia es que no contamina, ya que no produce ni un gramo de dióxido de carbono.