Biofertilizantes, biocombustibles, alimentación, cosméticos, acuicultura o tratamientos de aguas residuales son tan solo algunos de los ámbitos en los que se centra la investigación con microalgas en la actualidad. Las posibilidades de estos microoganismos son tan amplias y variadas que incluso se están desarrollando iniciativas tecnológicas para ‘cultivar’ oxígeno en el espacio.

Mientras tanto, de vuelta en la Tierra, un equipo de investigación de la Universidad de Huelva y el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis (centro mixto Universidad de Sevilla/CSIC) ha demostrado los efectos limpiadores de una microalga en entornos acuáticos contaminados por cadmio. En concreto, el microorganismo acumula en su interior este metal pesado retirándolo del entorno, ventaja biológica aplicable en tratamientos descontaminantes.

Investigadores de la Unidad de mejora genérica de organismos fotosintéticos del RESMA (Universidad de Huelva), y del grupo de Metabolismo de cisteína y señalización del IBVF (CSIC/Universidad de Sevilla).

Cecilia Gotor y Luis C. Romero, investigadores del estudio.

Los investigadores han utilizado como organismo la microalga verde Chlorella sorokiniana, empleada habitualmente en el ámbito biotecnológico como productora de sustancias como suplementos alimenticios o biocombustibles, entre otras. Sin embargo, en este caso los expertos centran su labor investigadora en los cambios biológicos, tanto físicos como químicos, que afectan al microorganismo sometido al cadmio. Los expertos explican que el efecto de este elemento en las microalgas ha sido poco estudiado y comentan que los resultados obtenidos con éstas se pueden trasladar a organismos más complejos, como a las plantas.

El cadmio es un elemento estresante para la microalga, por tanto, el vivir en un ambiente rico en ese metal provoca una adaptación del microorganismo que conlleva cambios en sus procesos internos. A causa de este estrés el color, la forma física o su capacidad de crecimiento, entre otras cuestiones, se alteran de forma negativa. Además, se activan mecanismos biológicos para defenderse del cadmio. “El objetivo final era comprobar cómo responde la microalga a la presencia de cadmio y establecer sus niveles de bioacumulación con este y otros tipos de metales pesados para, en un futuro, dar el siguiente paso y desarrollar procesos que ayuden a limpiar entornos acuáticos contaminados e incluso eliminar sustancias generadas por procesos industriales”, comenta Javier Vigara.

Efectos del cadmio

Así, los expertos observaron cómo procesos internos esenciales para estas microalgas como la fotosíntesis o la elaboración de proteínas se paralizaban, influyendo negativamente en su fisonomía. Sin embargo, la microalga también potenciaba la producción de antioxidantes, que previenen el envejecimiento celular, así como sus mecanismos biológicos de protección ante los elementos tóxicos. Esta reacción defensiva ayuda al microorganismo a resistir el impacto de los metales pesados.

Laboratorio.

Una vez sometida a altas dosis de cadmio en el laboratorio, el microorganismo reaccionó activando las vacuolas, unos ‘sacos’ que sirven de almacén, en este caso, para ‘secuestrar’ el cadmio y retenerlo en su interior. “Mediante esta defensa biológica, la microalga Chlorella sorokiniana sobrevive con 250 micromolar de cadmio, una cantidad equivalente a endulzar unas 300 tazas de café con una sola cucharada de azúcar. Es una cantidad muy pequeña, pero es suficiente para analizar los cambios externos e internos que se producen en la microalga y diseñar con ella futuras estrategias para limpiar entornos acuáticos contaminados con este y otros metales”, añade Javier Vigara.

En el futuro, los investigadores explican que continuarán analizando las cualidades y posibles aplicaciones de la microalga Chlorella sorokiniana y otros microorganismos para aplicar los datos y resultados obtenidos al diseño de estrategias para tratamientos descontaminantes y extraer sustancias de alto valor biotecnológico como fármacos, sustancias antimicrobianas o antioxidantes, para el control de enfermedades.

El investigador de Universidad de Huelva Antonio León analizando el cultivo de ‘Chlorella sorokiniana’.

El auge biotecnológico de las últimas décadas ha incrementado el interés por estos microorganismos. Tanto sus funciones limpiadoras como la variedad de compuestos que se pueden obtener de ellos los convierten en organismos de interés para la comunidad científica. Por eso, en el futuro, los expertos explican que continuarán analizando especies vegetales para aplicar los datos y resultados obtenidos al diseño de estrategias para regenerar entornos naturales acuáticos contaminados.

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