Guardianes microbianos: nueva técnica protege microorganismos en entornos extremos

MadridInvestigadores del MIT han descubierto una forma de hacer que los microbios sean lo suficientemente resistentes para sobrevivir en condiciones extremas. Mezclan bacterias con aditivos seguros aprobados por la FDA. Estas mezclas ayudan a estabilizar diversos microbios como la levadura y las bacterias. Los investigadores demostraron que estas combinaciones pueden soportar altas temperaturas, radiación y procesos industriales que normalmente dañan a los microbios.

Los científicos enviaron estos microbios a la Estación Espacial Internacional. Ahora están verificando si los microbios lograron sobrevivir al viaje.

Estudiaron principalmente ciertos tipos de microorganismos.

• Escherichia coli Nissle 1917: Un probiótico utilizado para tratar la diarrea del viajero.
• Ensifer meliloti: Una bacteria que ayuda al crecimiento de las plantas al fijar el nitrógeno en el suelo.
• Lactobacillus plantarum: Una bacteria utilizada en la fermentación de productos alimenticios.
• Saccharomyces boulardii: Una levadura empleada como probiótico.

El equipo trabajó en encontrar sustancias que ayuden a que los microbios sobrevivan cuando se secan en polvo mediante liofilización. Normalmente, convertir estos microbios en tabletas o píldoras no es posible porque implica el uso de solventes orgánicos dañinos. El equipo del MIT ideó un método mezclando bacterias con unos 100 ingredientes seguros diferentes para ver cuáles mantenían los microbios vivos a temperatura ambiente durante 30 días.

Investigadores descubrieron que los azúcares y péptidos eran los más efectivos. Realizaron más pruebas con el probiótico E. coli Nissle 1917. Al combinar cafeína o extracto de levadura con un azúcar llamado melibiosa, crearon una mezcla estable llamada "formulación D." Esta mezcla permitió que más del 10% de los microbios sobrevivieran después de ser almacenados durante seis meses a 37 grados Celsius. En comparación, la versión comercial solo duró 11 días bajo las mismas condiciones.

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La Formulación D resistió niveles altos de radiación ionizante, alcanzando hasta 1,000 grays. Para ponerlo en perspectiva, la dosis de radiación en la Tierra es aproximadamente 15 micrograys por día, mientras que en el espacio es alrededor de 200 micrograys por día.

Los investigadores no están seguros de cómo los aditivos protegen a las bacterias. Suponen que estos ingredientes podrían ayudar a mantener las membranas celulares bacterianas estables durante el proceso de rehidratación.

El equipo comprobó si estos resistentes microbios seguían funcionando normalmente tras enfrentarse a condiciones adversas. Ensifer meliloti pudo continuar formando nódulos beneficiosos en las raíces de las plantas y transformar el nitrógeno en amoníaco, incluso después de ser expuesto a temperaturas de hasta 50 grados Celsius. Su versión de E. coli Nissle 1917 pudo detener el crecimiento de Shigella flexneri, que causa diarrea mortal en países de bajos y medianos ingresos.

El año pasado, científicos enviaron microbios extremófilos a la ISS. Acaban de regresar a la Tierra. El equipo está comparando ahora las muestras que se mantuvieron dentro de la ISS, las que se fijaron afuera y las muestras de control en la Tierra.

El Instituto de Investigación Traslacional para la Salud Espacial de la NASA, el Centro Espacial de Houston, el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y el 711º Ala de Rendimiento Humano con la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa financiaron la investigación. El artículo también fue escrito por Johanna L'Heureux, Emily Kolaya, Gary Liu, Kyle Martin, Husna Ellis, Alfred Dao, Margaret Yang, Zachary Villaverde, Afeefah Khazi-Syed, Qinhao Cao, Niora Fabian, Joshua Jenkins, Nina Fitzgerald, Christina Karavasili, Benjamin Muller y James Byrne.