Las biopelículas para el control climático

¿Y si fuera posible? Las bacterias construyen puentes entre Ambiente y Medicina para hacer del mundo un lugar mejor para vivir  

Uno de los temas que preocupa y mucho, es el calentamiento global. El impacto de sus consecuencias es a nivel mundial con grandes sequías, inundaciones, incendios forestales que van minando los recursos naturales de a poco, provocando la desertización, la desaparición de glaciares, poniendo en riesgo la reserva de agua dulce entre otros fenómenos. 

Estos problemas afectan totalmente al hombre en su cotidianeidad.

Las actividades humanas se han identificado como una de las principales causas del aumento de las emisiones de los tres principales gases de efecto invernadero (GEI) [dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O)] desde el comienzo de la era industrial (IPCC, 2007; Eusufzai et al., 2010). 

El CH4 constituye el segundo gas de efecto invernadero más importante después del CO2, y representa hasta el 20-30% del calentamiento global.

La atmósfera de la Tierra tenía una concentración de CH4 estable y relativamente constante de 0,7 p.p.m. (partes por millón) hasta el siglo XIX, cuando un aumento constante llevó la concentración a 1.745 p.p.m. en 1998 (IPCC, 2007). Durante finales de la década de 1970 y principios de la de 1980, la tasa de aumento en la concentración de CH4 fue tan alta como 1% por año.

El gas metano se libera de fuentes naturales, como los humedales, así como de las actividades humanas, incluyendo la gestión de residuos, las industrias de petróleo y gas, la producción de arroz y la ganadería. 

El investigador Colin Murrell señala que la emisión de metano es 20 veces superior a la de CO2 y a nivel mundial se estima que más de la mitad de las emisiones de metano son artificiales.

Hay grupos que aún niegan este fenómeno, pero es evidente que algo sucede. 

La prensa oral, escrita, la televisión, internet, están pobladas de noticias alarmantes y hay gobiernos y científicos que discuten el rol de las actividades humanas en el fenómeno. 

Sin embargo, poco se hace y son más los entredichos políticos, a favor y en contra, que las verdaderas soluciones.

En otro plano está el tema del microbioma ambiental que, a semejanza con el microbioma humano, es motivo de estudio por varios consorcios en casi todos los países. 

Los seres microscópicos que los conforman cumplen numerosas funciones en la naturaleza interviniendo en los diferentes ciclos geobioquímicos, en las plantaciones, en los regímenes fluviales y oceánicos y otras actividades que todavía desconocemos. En el ser humano el microbioma participa en los diferentes ejes como el intestinal-cerebro, intestinal-hormonal y se lo considera primordial para el desempeño de normal de varias funciones como la hepática, cardíaca, dérmica, neurológica. 

Estos seres se presentan como seres aislados o viviendo en verdaderas comunidades que son las biopelículas, tema fascinante si los hay.

Las biopelículas tienen una vida particular y las encontramos en nuestro organismo sobre la piel, mucosas y tejidos. En la naturaleza existen por doquier y desde el punto de vista metabólico se comportan en forma diferente de su contraparte planctónica.  Hay una verdadera comunicación interbacteriana o intermicroorganismos pues pueden existir biopelículas polimicrobianas integradas por diferentes géneros y especies.

¿Por qué hago referencia a este tema? 
Se ha publicado algo sumamente interesante acerca de la posibilidad de que una bacteria que se alimenta de metano sea el arma nueva contra el calentamiento global. 

¿Cómo?
Hay bacterias metanotróficas, es decir, “se alimentan con CH4. Desde 2013, C.Murrell se refiere a ello. 

La que ha sido señalada como bacteria útil en este contexto es Methylocella silvestris, del género Methylocella spp que se encuentra en muchos suelos ácidos y humedales.

La reducción de las emisiones antropogénicas de CH4 puede tener un efecto en la concentración global de CH4. Pero también es muy importante controlar al CH4 antes de que sea liberado a la atmósfera. 

Ahí intervienen las bacterias metanotrofas
Son bacterias aerobias Gram-negativas y generalmente solo crecen en CH4 o metanol como fuente de carbono (C) y energía. Los metanótrofos se encuentran a menudo en la interfaz anóxica / óxica de varios hábitats, como reservorios geotérmicos, vertederos, suelos, turberas, humedales o ambientes acuáticos y sedimentos, donde consumen el CH4 que surge de la metanogénesis y, por lo tanto, pueden reducir estas emisiones de CH4 (Whalen et al., 1990; Conrad y Rothfuss, 1991; Conrad, 1996).

Cómo hacerlo es crucial. Hay experiencias del uso de biopelículas para la decontaminación de metales como la del uso de carbón activado recubierto de una biopelícula bacteriana que mejora la cantidad de absorción de metales de una solución o una corriente contaminada. También se ha logrado la decontaminación de los reactores nucleares con biopelículas de Deinococcus radiodurans

Me pregunto si sería posible adsorber biopelículas de bacterias metanotróficas, como M.silvestris que es capaz de formar biopelículas sobre materiales inertes, e interponerlas a la salida de la combustión de residuos que originan el gas metano. 

Se podrían poner baterías con soportes abióticos recubiertos de biopelículas de esta bacteria en zonas donde la producción de metano sea importante. 

Es una idea. Siempre es posible perfeccionarla, pero nada se pierde con intentarlo. Como dice el filósofo y escritor Ralph Emerson: Los retos hacen que la vida sea interesante. Superarlos es lo que hace que la vida tenga sentido.

Por eso debemos “Cuidar la casa común”, como se plantea el Papa Francisco en su Encíclica Laudato Si. Es todo un desafío

Bibliografía 
Crombie AT, Murrell JC. Trace-gas metabolic versatility of the facultative methanotroph Methylocella silvestris. Nature 2014; 510:148–151.

Farhan Ul Haque M, Crombie AT, Murrell JC. Novel facultative Methylocella strains are active methane consumers at terrestrial natural gas seeps. Microbiome 2019; 7:134.

Muhammad Farhan Ul Haque, Hui-Juan Xu, J. Colin Murrell and Andrew Crombie Facultative methanotrophs – diversity, genetics, molecular ecology and biotechnological potential: a mini-review Microbiology 2020;166:894–908 DOI 10.1099/mic.0.000977

Francisco (2015). Laudato si – Carta encíclica sobre el cuidado de la casa común. AAS, 107, 847-945

Alicia Farinati
Médica
Profesora Emérita y exprofesora Titular de Microbiología Clínica y Parasitología
Facultad de Medicina -Universidad del Salvador
Profesora Titular y Emérita de Microbiología -  Ciencias ambientales-Facultad de Historia , Geografía y Turismo-Universidad del Salvador
Ex-Profesora Titular –Licenciatura en Enfermería- Facultad de Medicina -Universidad del Salvador
Exvicepresidente de la Asociación Latinoamericana y Caribeña de ITS.
Paspresidente del Comité de Infecciones Ginecoobstétricas de la API (Asociación Panamericana de Infectología)
Presentación en los últimos años de 46 trabajos científicos en reuniones Nacionales y de 44 en reuniones Internacionales.
En la actualidad trabaja particularmente en biopelículas y microbioma humano
Efectuó publicaciones en Revistas Nacionales e Internacionales
Autora de 5 Libros y de capítulos en libros y boletines con actualizaciones sobre la especialidad como también traductora de libros de Microbiología
Recibió premios nacionales y distinciones internacionales por su labor científica y docente