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| Alejandra Rodríguez-Contreras, Marisol Marqués y Margarita Calafell (Imagen UPC) |
El equipo de investigadores ha conseguido aislar y manipular exitosamente una nueva bacteria que han descubierto en el desierto de sal de Uyuni (Bolivia), para que produzca un biopolímero biodegradable y biocompatible llamado PHB. La investigación forma parte de la tesis doctoral de Alejandra Rodríguez, codirigida por las investigadoras Marisol Marqués y Margarita Calafell, un trabajo de investigación interdisciplinario, a medio camino entre la microbiología, la biotecnología, la química y la ingeniería de materiales. El trabajo, que se ha llevado a cabo con la colaboración de científicos de la Universidad Técnica de Gratz (Austria), se ha publicado en las revistas Food Technology & Biotechnology y Journal of Applied Microbiology, ya la agencia SINC.
Los biopolímeros son la alternativa a los plásticos derivados del petróleo, que causan grandes problemas medioambientales. El biopolímero PHB lo producen ciertos tipos de microorganismos. Después de su uso se degrada y, incluso, se puede compostar para cerrar el círculo natural. Marisol Marqués, del Departamento de Óptica y Optometría y del Laboratorio de Microbiología Sanitaria y Medioambiental (MSMLab); Margarita Calafell, del Departamento de Ingeniería Química, y Alejandra Rodríguez, con la colaboración de científicos de la Universidad Técnica de Gratz ( Austria), han manipulado con técnicas de fermentación en biorreactor y con limitación de nitrógeno la nueva cepa bacteriana bautizada como Bacillus megaterium Uyuni S29, descubierta por Marisol Marqués al gran Salar de Uyuni (Bolivia). La nueva bacteria ha sido depositado en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT).
Fabricar plástico biodegradable
El descubrimiento de Marqués, Calafell y Rodríguez abre una vía sostenible con el medio ambiente para la fabricación de material plástico para embalajes, suplementos alimenticios y también para encapsular fármacos y mejorar su efectividad. Y es que los experimentos que han realizado las tres investigadoras con Bacillus megaterium Uyuni S29 han dado como resultado preliminar un contenido de polímero PHB del 70% en la bacteria una vez sometido a limitación de nitrógeno (condición necesaria para la inducción de la producción del polímero por parte de la bacteria) y con las condiciones industriales propuestas. Se trata de una cantidad de PHB que nunca antes se había obtenido en bacterias de este género.
Por otra parte, las fermentaciones inducidas por las investigadoras mostraron que la bacteria es capaz de crecer y producir PHB en presencia de altas concentraciones de sal.
Antibióticos más efectivos con menos efectos secundarios
Uno de los objetivos del trabajo era investigar la posible aplicación del polímero PHB como sistema de liberación controlada de fármacos. Según Rodríguez, "hasta ahora existía muy poca información sobre esta posibilidad con el sistema PHB-doxiciclina. Hemos experimentado con el antibiótico doxiciclina, que se usa para el tratamiento de enfermedades como la periodontitis (más conocida como piorrea). La administración de doxiciclina a veces genera trastornos intestinales. Para evitar estos efectos y llegar a la infección con una concentración eficaz de fármaco, éste se ha atrapado en una matriz polimérica biocompatible y biodegradable de PHB.
Mediante diferentes tratamientos físico-mecánico, como por ejemplo los ultrasonidos, se han obtenido micro y nanopartículas de PHB procedente del nuevo bacteria. "Hemos comprobado que si tratamos la doxiciclina de esta manera se obtienen partículas aptas para liberar el antibiótico en el cuerpo humano de una manera más efectiva y controlada, evitando así los efectos secundarios", explica Rodríguez.
Valorización de aguas residuales
Las aplicaciones de los resultados de la investigación de las tres investigadoras no se limitan, sin embargo, la fabricación industrial de plásticos biodegradables o en la industria farmacéutica. La comprobación de que el nuevo bacteria Bacillus megaterium Uyuni S29 crece en entornos con salinidad extrema abre la puerta a la valorización industrial de aguas residuales con altas concentraciones de sal. Así, este tipo de entornos podrían convertirse en criaderos de la bacteria para ser producido a escala industrial y sintetizar grandes cantidades de PHB de manera controlada.