Por: Rojas Vela, Ariana Gabriele
Uno de los mayores problemas ambientales que presenciamos actualmente es la acumulación de compuestos recalcitrantes que generan impactos negativos en el ecosistema. La concentración de compuestos xenobióticos se ha incrementado de manera considerable en las últimas décadas, esto como resultado de los productos provenientes de diferentes procesos industriales. Con la finalidad de conocer más sobre el tema mencionado, se llevó a cabo una entrevista al microbiólogo y doctor en ingeniería bioquímica y genética, Miguel Ascón Cabrera (Fig. 01), también actual docente en bioparques de la Universidad de Maryland, EE.UU, quien nos brindó importante información a considerar para el futuro que nos depara.
Figura 01. Dr. Miguel Ascón Cabrera
Fuente: Scholar Google, 2017.
Las preguntas planteadas en la entrevista fueron las siguientes:
1. ¿Cuál es la definición que usted brindaría acerca de los compuestos xenobióticos?
Los compuestos xenobióticos se definen como compuestos químicos creados por el hombre a concentraciones anormales, además no son resultantes de fenómenos naturales, y de ser así, se producen en una cantidad muy reducida. Son originados por ejemplo por la industria química, cosmetóloga, farmacéutica, fábricas de pesticidas, etc. Son causantes de la contaminación en agua, suelo y aire, inclusive son responsables de los diversos tipos de cánceres en las personas.
2. ¿La biodegradación de dichos compuestos es un proceso complejo de llevarse a cabo o es completamente sencillo y viable ante cualquier situación?
La biodegradación de compuestos xenobióticos es un proceso complejo, debido a que estos cuentan con una estructura difícil de degradar por enzimas no específicas, un ejemplo claro son los plásticos. Lo que se sugiere para poder llevar a cabo este procedimiento es la selección de microorganismos para seguidamente enriquecerlos en el laboratorio, o aplicar modificaciones genéticas y/o químicas en las enzimas microbianas para potencializar y obtener una degradación eficaz.
3. ¿Podría usted comentarnos un poco acerca de la degradación aeróbica y la anaeróbica de los compuestos xenobióticos?
Combinar estos dos tipos de fermentación han permitido que la degradación de compuestos xenobióticos sea una tarea más sencilla. Un suceso relacionado a esto ocurrió mientras llevaba a cabo mi investigación sobre selección de microorganismos degradadores de compuestos xenobióticos en un sistema bifásico acuoso-orgánico. Se buscaba degradar los policlorobifenilos, un compuesto sumamente tóxico que cuenta con un anillo bencénico con ramificaciones cloradas, es decir, halógenos, que lamentablemente son usados como pesticidas. Se observó que los microorganismos aeróbicos tardaban mucho tiempo en degradarlos, sin embargo, al someterlos a un reactor anaeróbico, los microorganismos anaerobios deshalogenaban este compuesto, rompían el cloro y a continuación actuaban los microorganismos aeróbicos, quienes tomaban el anillo bencénico como fuente carbonada. Por tanto, se puede concluir que esta es una estrategia acoplada para facilitar y hacer más eficaz el trabajo.
4. ¿Qué factores podrían afectar a la biodegradación de estos compuestos?
Uno de los factores más importantes que podrían afectar es no brindar las condiciones correctas al microorganismo o microorganismos con los que se está trabajando ya que al usar este compuesto tóxico en una cantidad equívoca puede causar su muerte. Otros factores que influyen son los ya conocidos y más básicos como la temperatura, la concentración de sales, el ambiente de oxidorreducción en el que se va a desarrollar el microorganismo. Es por esto que es necesario tener conocimientos en ingeniería del medio, para asegurar la viabilidad del proceso junto a las condiciones en las que se desarrollará.
5. ¿Cuáles son los organismos más comúnmente usados para este tipo de degradación?
Este trabajo se realiza generalmente con la ayuda de bacterias debido a que cuentan con un metabolismo más acelerado. Los hongos son excelentes productores de enzimas, sin embargo, no son usamos con frecuencia ya que tienen una fase de latencia muy larga. Además las bacterias son organismos más sencillos de manipular, los géneros más empleados son Pseudomonas, Arthrobacter y Azinetobacter (Fig. 02), estos pueden ser aislados de los desechos producidos por fábricas o industrias.
Figura 02. Bacterias comúnmente usadas para la biodegradación de compuestos xenobióticos.
Fuente: Semantic scholar, 2020.
6. ¿Nos podría explicar un poco acerca del sistema bifásico acuoso-orgánico que menciona en su publicación "Selección de microorganismos degradadores de compuestos xenobióticos en un sistema bifásico acuoso-orgánico"?
Este sistema bifásico acuoso-orgánico (Fig. 03) fue usado debido a que en un medio convencional se registraban muchos inconvenientes como el siguiente: si se colocaba en un medio acuoso el compuesto xenobiótico, las bacterias morían de manera inmediata, o el tiempo que tomaba enriquecer al microorganismo, intentar aclimatarlo y que este degrade al compuesto, era muy extenso, tenía una duración de seis meses como mínimo, nueve meses y hasta un año y medio, además la cantidad que lograba degradar era solamente en nanomoles o microgramos. Es por esto que se aplicó la ingeniería del medio y se usó el sistema bifásico, empleando un solvente orgánico con la finalidad de generar una biodisponibilidad específica para el microorganismo. El sistema orgánico cumple con la función de mantener al compuesto xenobiótico disuelto y llegar al medio de cultivo donde se encuentra la bacteria para así poder "alimentarla" de manera paulatina y lograr una degradación en poco tiempo. Con esta técnica el tiempo se redujo entre una semana a quince días. Es importante también seleccionar el compuesto orgánico adecuado, el aceite de silicona es una gran opción ya que no es tan biodegradable y con esto el procedimiento se uniformiza.
Figura 03. Sistema bifásico acuoso-orgánico.
Fuente: Aplicación de sistemas acuosos bifásicos para la separación de contaminantes emergentes, 2017.
Tras haber culminado con nuestra entrevista y haber cumplido con nuestro objetivo de brindar mayor información sobre el tema, el Dr. Ascón recalca su apoyo para los jóvenes que estén siempre dispuestos a aprender acerca de las diversas ramas de la biotecnología y aplicarlas próximamente. Agradecemos infinitamente su disponibilidad y ayuda.
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