Un regalo de cumpleaños en forma de patente para conservar microalgas más tiempo

El estudio científico de las microalgas comenzó en 1890, cuando el microbiólogo holandés Biejelinçk estableció cultivos puros de la microalga de agua dulce Chlorella vulgaris. Más tarde, en 1919 Otto Warburg consiguió cultivos densos de este microorganismo en el laboratorio y los utilizó para el estudio de la fotosíntesis. En la actualidad, siguen siendo un objeto de investigación, pero ya han dado el salto a la industria con aplicaciones prometedoras.

Sin embargo, en su fase de laboratorio siguen teniendo desafíos como su conservación a largo plazo. Son seres extremadamente sensibles a las condiciones ambientales, que viven de forma más confortable en medios acuáticos, pero este contexto acuoso a veces dificulta su viabilidad durante el tiempo necesario para que los investigadores puedan replicar sus experimentos.

Muestra de microalgas.

Con este reto en la cabeza andaba durante su tesis el investigador Adrián Macías en la Universidad de Almería. Entre cámaras de cultivo pensaba en encontrar un modo de mantener vivas a sus queridas microalgas, durante mucho más tiempo y mejores condiciones. Eso de tener que «refrescar» los cultivos cada pocos días no resultaba muy eficiente, así que había que buscar una solución. Como si fuera un agricultor que mima a sus cultivos, probó los métodos tradicionales:

• Lo más fácil era usar un medio de cultivo líquido donde incluir las microalgas en un matraz y un entorno aséptico. Sin embargo, esta estrategia aumentaba el riesgo de contaminación microbiana del cultivo y de mutaciones en las microalgas.
• También pensó en usar el estado sólido, esa técnica que consiste en deshidratar y congelar las microalgas y luego eliminarles el agua al vacío. “No es adecuado para especies con un alto contenido en grasas o flageladas, como es el caso de las haptófitas, por tratarse de células móviles y crecer en ambientes salinos”, concluía Macías.

¿Cómo conservarlas más tiempo sin perder las prometedoras cualidades de estos seres? Buscaba un método de preservación a largo plazo para mantener líneas celulares puras, pues una alteración genética puede producir cambios en la productividad y bioactividad de la cepa. ¿Y si las cultivo un medio de cultivo semi-sólido? Una base de gel para que estén confortables, junto a nutrientes para que sirvan de ‘abono’ y crezcan. Y sí, crecieron, se duplicaron, porque cuando las cultivaban en sólido, creían apretadas, pero cuando el medio es viscoso, observó que alcanzan más superficie dentro de la placa.

Adrián Macías, investigador de la UAL y uno de los autores de la patente.

Le pareció una estrategia tan innovadora que la registró como patente.

La noticia llegó como regalo de cumpleaños dos años después. Su método había sido aceptado por la Oficina Española de Patentes y Marcas y sus ventajas puestas al servicio de la comunidad investigadora. La nueva fórmula para preservar cepas microalgales en un medio de cultivo más viscoso aumenta el tamaño de las colonias de microorganismos. Con la nueva estrategia, las poblaciones pasan de conservarse una semana a dos meses, manteniendo sus características genéticas y funcionales intactas para los experimentos en laboratorio. 

¿Cuál es la novedad de su invención? Esa base viscosa a medio camino entre sólida y líquida, que combina un gel y nutrientes. Esta fórmula gelatinosa se introduce en placas de laboratorio y permite que las cepas doblen su tamaño de crecimiento de 2 a 5 milímetros. Además, aumenta el tiempo de supervivencia de las microalgas de una semana con medios de conservación tradicionales, a dos meses con la nueva estrategia. 

La receta del bienestar

“Las microalgas son muy peculiares. Son sensibles, se mueven y hay que mantenerlas confortables”, detalla Adrián que habla de estos seres como si fueran de la familia. “Además algunas viven en medios salinos y las flageladas, al tener una parte en movimiento, necesitan medios acuosos, para mantener su estabilidad original”, relata.

Investigadores de la Universidad de Almería, autores de la patente.

Por eso la patente se centra en un método que  permite mantener cepas microalgales, preferentemente flageladas, en medio semisólido, mezcla de gel y nutrientes, de manera que puedan ser viables para que los investigadores puedan recuperarlas a posteriori en sus experimentos en medios líquidos de cultivo: 

• El proceso de conservación comienza añadiendo a una placa de Petri una mezcla de agar, un gel viscoso, y los nutrientes que sustentan el crecimiento de microalgas. 
• A continuación, se depositan los microorganismos en el soporte. 
• El siguiente paso es la incubación de la cepa a una temperatura entre los 15-30 grados centígrados, con unas condiciones de luz concretas, combinando luminosidad y oscuridad entre una semana y un mes.

El equipo probó el nuevo método con tres tipos distintos de microalgas. 

• Por un lado, una cepa de microalga flagelada, donde el medio acuoso les permite más confortabilidad y, por tanto, mayor supervivencia. 
• También se aplicó la nueva estrategia a dos microalgas haptófitas, un grupo unicelular la mayoría marinas. 

La comunidad investigadora persigue que las microalgas sean viables para uso a escala industrial. Para ello, se requiere una producción masiva, pero sin perder las características genéticas y funcionales de los microorganismos a lo largo del proceso investigador y su paso a los bioproductos. Este sigue siendo el reto de Adrián para el que sus queridas microalgas representan el futuro. “Las nuevas aplicaciones de estos seres que se han adaptado a las condiciones cambiantes durante siglos, las convierte en nuestros aliados en el escenario actual de cambio climático”, apostilla.

Más información en #CienciaDirecta: Patentan un método que aumenta el crecimiento de microalgas y las conserva más tiempo