Categoría: Investigación

La biorremediación utiliza organismos vivos como bacterias, plantas y hongos, para eliminar contaminantes industriales, ofreciendo una solución sostenible ante la creciente crisis ambiental. Este enfoque se investiga en diversos entornos, algunos extremos como en la Antártica, donde se han encontrado microorganismos con capacidades únicas para tratar residuos tóxicos.

Investigadores de la Universidad San Sebastián (USS), sede Concepción, liderados por el Dr. Iván Ñancucheo junto al Dr. Felipe Torres han desarrollado el proyecto “Aislamiento y caracterización de microorganismos extremófilos desde la Antártica con aplicaciones en celdas de combustible microbianas a bajas temperaturas”. Este proyecto no solo se centra en desentrañar los secretos de la vida microbiana en condiciones extremas, sino que también explora las aplicaciones potenciales de estas bacterias en el tratamiento de contaminantes emergentes como el perclorato, presente en los efluentes de diversas industrias. 

El proyecto forma parte del Programa Nacional de Ciencia Antártica, organizado por el Instituto Antártico Chileno (INACH), y participó de la Expedición Científica Antártica (ECA 58) durante la temporada 2022 en isla Rey Jorge. Ellos buscaban microorganismos que pudieran prosperar en condiciones extremas, específicamente en un sitio conocido como caleta Cardozo donde se produce un fenómeno natural conocido como “drenaje ácido de rocas”. Este proceso, provocado por el deshielo estacional, genera aguas con altas concentraciones de hierro y un nivel alto de acidez que resultan tóxicos para la mayoría de los organismos. 

El equipo de la USS logró aislar bacterias como Acidithiobacillus ferrivorans USS-CCA7, un microorganismo resistente al frío y con propiedades electroquímicas que pueden ser aprovechadas para descontaminar compuestos tóxicos como el perclorato y el nitrato, presentes en efluentes de diversas industrias. 

El perclorato, un contaminante común en la fabricación de explosivos, cohetes y fuegos artificiales, es altamente tóxico y difícil de eliminar del medioambiente. De manera similar, el nitrato, que puede encontrarse en fertilizantes y desechos industriales, contribuye a la contaminación de aguas subterráneas y superficiales. Ambos representan serios riesgos para la salud humana y los ecosistemas. 

Las propiedades electroquímicas de Acidithiobacillus ferrivorans USS-CCA7 permiten su uso en tecnologías bioelectroquímicas, una solución innovadora que utiliza microorganismos para degradar contaminantes de forma eficiente y con un bajo impacto ambiental. Este proceso tiene una huella de carbono reducida y podría representar una alternativa más limpia y sustentable a las técnicas convencionales de tratamiento de residuos industriales. 

Los hallazgos del equipo fueron publicados en la prestigiosa revista científica Bioelectrochemistry bajo el título “Reducción electrotrófica de perclorato por un acidófilo psicrotolerante aislado de un drenaje ácido de roca en la Antártica”. 

En este artículo se detallan los resultados que muestran cómo esta bacteria puede reducir el perclorato y el nitrato en condiciones extremas, destacando su potencial para ser usada en procesos de biorremediación en todo el mundo.

El estudio en torno a estos microorganismos no solo abre nuevas vías para la descontaminación, sino que también permite entender mejor cómo la vida puede adaptarse a condiciones tan hostiles. 

Los investigadores planean continuar con sus investigaciones en la Antártica, no solo en busca de nuevas bacterias extremófilas, sino también para explorar otros sitios de interés, como la caleta Mariana, donde esperan encontrar microorganismos neutrófilos, que están adaptados a condiciones menos ácidas que puedan tener nuevas aplicaciones biotecnológicas.

El INACH es un organismo técnico del Ministerio de Relaciones Exteriores con plena autonomía en todo lo relacionado con asuntos antárticos de carácter científico, tecnológico y de difusión. El INACH cumple con la Política Antártica Nacional incentivando el desarrollo de la investigación de excelencia, participando efectivamente en el Sistema del Tratado Antártico y foros relacionados, fortaleciendo a Magallanes como puerta de entrada al Continente Blanco y realizando acciones de divulgación del conocimiento antártico en la ciudadanía.

Jeannette Valenzuela Mella

Este trabajo amplía la comprensión de lo que ocurre con la plastisfera en ambientes terrestres; las interacciones microbianas con los residuos plásticos y sus impactos en el ambiente, la ecología y la salud humana y animal.

El viejo vertedero situado en el humedal Rocuant-Andalién, cerrado en 1984 y expuesto hace un par de años por la erosión provocada por el agua y el viento, es un reflejo de los problemas que pueden traer las falencias en la gestión de residuos.

En este lugar, investigadores de la Universidad de Concepción realizaron un estudio pionero en torno a un contaminante emergente, los microplásticos (MPs), y la comunidad microbiana que habita en la superficie de sus partículas -conocida como plastisfera- encontrando bacterias y genes de bacterias resistentes a los antibióticos.

Este trabajo fue desarrollado como parte de la tesis de la candidata a magíster en Ciencias con mención en Microbiología, Daniela Rojas Oñate, y se inserta en una línea de investigación en torno a la contaminación por MPs en distintos ambientes, a cargo del académico de la Facultad de Agronomía e investigador del Centro de Biotecnología, Mauricio Schoebitz Cid.

El ingeniero agrónomo y Dr. en Ingeniería de Procesos Agroalimentarios comenta que es conocido, desde hace un tiempo, que la plastisfera es un ecosistema que alberga una cantidad importante de genes de resistencia antimicrobiana (AMR), de modo que lo que ocurre en el vertedero de Talcahuano es consistente con estudios similares realizados en otros países.

La resistencia antimicrobiana es, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), una de las diez amenazas sanitarias más importantes de nuestro tiempo, debido a que la reducción de la sensibilidad de organismos patógenos a los antibióticos pone en riesgo el tratamiento de enfermedades infecciosas comunes que afectan tanto a humanos como animales.

El trabajo partió con una caracterización de los plásticos existentes en el basural, para dar paso a los análisis de la composición de la comunidad de microorganismos que habitan en los residuos.

Entre los hallazgos destaca la presencia de un gen que se usa como indicador de resistencia a antibióticos de importancia clínica humana, que dio positivo en un 67% de los sitios muestreados.

Por sus residuos y la presencia de organismos resistentes, este lugar representa un problema sanitario y ambiental para personas y animales.

“Este no fue el lugar más apropiado para ubicar un vertedero:  el océano está a pocos metros de este vertedero que tiene una longitud de por lo menos un kilómetro y medio, y entre todo tipo de desechos, hay restos de insumos hospitalarios.  Es un foco de contaminación que necesita ser controlado”, advierte el Dr. Schoebitz.

Además de la dispersión de los distintos tipos se residuos hacia la costa, preocupa la propagación de los genes resistentes a los antibióticos en el mar o bien a través de las aves migratorias que anidan y se alimentan en el lugar o los animales que llegan a pastar en las zonas aledañas.

El académico del Departamento de Microbiología de la Facultad de Ciencias Biológicas y Director del Magíster, Gerardo González Rocha, detalla que, si bien la AMR en una estrategia natural de los microorganismos para adaptarse a los entornos, en el caso del vertedero este mecanismo está forzado por la acción humana y un ambiente propicio para su persistencia en el lugar.

“En esta basura puede haber restos orgánicos con bacterias resistentes que han estado en contacto con humanos y eso hace que existan más posibilidades de ejercer presión en la selección de bacterias resistentes a los antibióticos”, explica el Dr. González.

Por otro lado, indica que los estudios han mostrado que no todos los plásticos tienen las mismas cargas de bacterias resistentes y genes de resistencia.

“Esto quiere decir que, dependiendo del tipo de plástico; es decir su composición química, se puede favorecer la permanencia de estos organismos y genes en estos ambientes. Lo otro importante es que los microplásticos ofrecen una superficie óptima para que se formen biopelículas con un cúmulo de bacterias y eso hace que haya mayor posibilidad de transferencia de los genes de resistencia de una bacteria a otra”, cuenta el investigador.

El estudio amplía la comprensión de lo que ocurre con la plastisfera en ambientes terrestres, dice el Dr. Schoebitz, señalando que la mayor parte de las investigaciones en esta área están centradas en entornos acuáticos.

Por otro lado, destaca la importancia de abordar las interacciones microbianas con los residuos plásticos, desde el enfoque One health (una salud); es decir, desde una mirada integral que considere sus implicancias ambientales, ecológicas y en la salud humana y animal.

Este trabajo ha tenido un carácter multidisciplinario desde el primeras etapas, contando con la colaboración de los académicos de la UdeC, Andrés Opazo, Rodrigo Hasbún y Jorge Osman, y de la Universidad Politécnica de Cartagena (España), Raúl Zornoza.

La investigación consideró aspectos en cuanto al desarrollo molecular y la morfometría.

“Morfometría y diagnóstico molecular de larvas de Anisakis (Nematoda: Ascaridida) en Merluccius gayi (Chordata: Gadiformes) y Dosidicus gigas (Mollusca: Teuthida) en la región del Biobío, Chile”, es el título de la investigación de la Dra. Luisana Lugo. El estudio fue publicado en la Revista de Biología Marina y Oceanografía de la Universidad de Valparaíso.

Esta investigación se desarrolló en el marco del Doctorado en Ciencias con mención en Biodiversidad y Biorecursos (DCBB) de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC). El estudio contó con la colaboración del Dr. Iván Vera, Dr. Mario George- Nascimento, Dr. Antonio Brante y la Dra. Maribet Gamboa, quien además fue la tutora de tesis. 

La idea del estudio fue realizar un diagnóstico a nivel de especie de las larvas de Anisakis en Chile, presentes en hospedadores intermediarios de importancia comercial, como lo son la merluza común y la jibia. “Anisakis es un parásito nematodo que se desarrolla en los ecosistemas marinos y se transmite de hospedador a hospedador a través de la red trófica”, contextualizó la Dra. Lugo.

El objetivo del estudio fue realizar una identificación molecular de larvas de Anisakis ante la problemática de que en Chile, no han sido descritos a nivel de especie. La idea nació a partir de los seminarios realizados durante sus estudios de doctorado. Las muestras fueron obtenidas desde el mercado pesquero de Talcahuano y del Puerto de San Vicente. Para ello, se recolectaron las larvas desde la cavidad abdominal tanto de la merluza común como de la jibia.  

Desde el punto de vista de la morfometría, se realizó una caracterización a través del ventrículo, esófago y largo total de las larvas. “Las larvas extraídas de jibia fueron ligeramente de mayor longitud con respecto a las extraídas en la merluza común”, agregó.

Resultados

Desde el punto de vista molecular, el estudio identificó solamente una especie presente en ambos hospedadores analizados que es Anisakis pegreffii. “A nivel morfométrico, nos dimos cuenta que las larvas extraídas de jibias eran un poco más largas en comparación con las de merluza. Esto es posiblemente por el nivel trófico y el tiempo del desarrollo de la larva cuando es consumida por la jibia”, explicó.

Respecto a la importancia de la temática, la Dra. Luisana Lugo destacó en la generación de conocimiento de la biología de las larvas. “Durante décadas estas larvas eran identificadas solamente a nivel de género, pero escasos estudios habían logrado la identificación a nivel de especie. En nuestra investigación, detectamos a través de marcadores moleculares la presencia de Anisakis pegreffii, una especie patógena. Es decir, puede generar una zoonosis que va desde obstrucción intestinal, malestar gástrico y hasta urticaria”, complementó.

Otro punto importante a destacar es que la merluza común es altamente consumida por la población. “De este modo, se logra identificar una especie patógena en uno de los pescados que son altamente consumidos por la población. Esto abre puertas para estudios epidemiológicos futuros”, finalizó.

https://doi.org/10.22370/rbmo.2024.59.1.4461

La destacada egresada es una exploradora de mundos invisibles. Su pasión por la microbiología la ha llevado a desentrañar los secretos mejor guardados de los microorganismos con los que coexistimos. En su obra “Amor Microbiano”, revela no solo la importancia de los microbios en el equilibrio de la naturaleza, sino también su rol en nuestras relaciones humanas. Hablamos con ella sobre su libro y cómo la Universidad de Chile influyó en su formación académica y carrera profesional.

Cristina Dorador, originaria del norte del país, ha sabido combinar su prolífica carrera científica con una vocación profunda por la divulgación, acercando la ciencia a la sociedad. Desde temprana edad, mientras cursaba su educación básica y media en el Liceo Experimental Artístico de Antofagasta, descubrió su pasión por la investigación. En sus palabras, las primeras experiencias de laboratorio, como las extracciones de clorofila que realizó a corta edad, fueron reveladoras. “Siempre tuve curiosidad por entender el mundo y responder preguntas”, recuerda.

Al momento de elegir su camino profesional, se inclinó por estudiar Biología en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, donde su desarrollo como investigadora empezó a tomar forma. Desde el segundo año, tuvo la oportunidad de trabajar en el Laboratorio de Limnología bajo la tutoría de la profesora Irma Vila. “Ahí estudiábamos los ecosistemas acuáticos continentales desde diferentes perspectivas: físicas, químicas y biológicas. Pude estudiar microalgas y otras especies. También trabajé con muestras de salares, lo que me gustó mucho como aproximación”, relata la también ex constituyente.

En su último año, Dorador realizó una pasantía de investigación en otro laboratorio con la profesora Margarita Carú, quien ya aplicaba herramientas de biología molecular, lo cual la fascinó. Estudiaba el ADN ambiental de las comunidades microbianas en su objeto de estudio, que para esa época eran las bacterias de las raíces de las plantas.  “Con ella descubrí la posibilidad de estudiar microorganismos en salares usando estas herramientas, lo que me abrió un mundo nuevo”, comenta. Además, destaca la influencia de figuras clave como Humberto Maturana, quien inspiró su formación científica. “La historia de la Universidad de Chile, la excelencia de sus profesores y la diversidad intelectual me formaron no solo como científica, sino como una ciudadana comprometida”, añade.

La carrera de la científica continuó con un doctorado en Ciencias Naturales con mención en Microbiología en la Universidad de Kiel y el Instituto Max Planck de Limnología, en Alemania. Sin embargo, siempre supo que su trabajo tendría mayor impacto si regresaba a Chile. “El conocimiento que adquirí fuera del país tenía una relevancia mayor en lo local”, afirma. 

Amor Microbiano: un puente entre ciencia y sociedad

En “Amor Microbiano” (Editorial Planeta), Cristina Dorador nos recuerda que la vida en todas sus formas está intrínsecamente conectada. En el libro, explica de manera accesible cómo los microorganismos son parte esencial de nuestras relaciones humanas. “Cuando convivimos con alguien, o incluso con nuestras mascotas, compartimos no solo experiencias o sentimientos, sino también microorganismos. Besos, abrazos e interacciones cotidianas dejan una huella microbiana en nuestro entorno”, explica Dorador. Investigaciones han demostrado que los microbiomas de las personas que viven juntas tienden a asimilarse, y esa similitud tiene un impacto directo en nuestra salud.

Dorador destaca que los microbios en nuestro organismo producen neurotransmisores que afectan al cerebro, subrayando la importancia de no subestimar su influencia en nuestras vidas. “No es algo trivial”, recalca. También explica que, al observar la “brisa” de microorganismos que dejamos a nuestro paso, es posible determinar quién ha estado en un lugar, lo que revela la profunda conexión biológica que tenemos en el contexto que habitamos.

Hija de poetas, Dorador siempre ha tenido un interés natural por la escritura. Conversaciones con colegas y su experiencia personal la inspiraron a crear una narrativa fresca y diferente sobre los microbios, con un enfoque que rompe prejuicios. “Cuando hablamos de microorganismos, solemos asociarlos con enfermedades, pero desde una mirada ecológica, nuestra existencia depende de ellos”, señala. Este enfoque ha sido bien recibido por sus colegas, quienes valoran su capacidad para transferir conocimientos complejos a experiencias cotidianas.

La ciencia como pilar de la sociedad

Para Cristina Dorador, la ciencia es fundamental no solo para el progreso, sino también para la creación de políticas públicas que mejoren la calidad de vida. “Si bien muchas personas entienden que la ciencia es un pilar, en la práctica falta más acción”, advierte. Destaca ejemplos como la aplicación del anticuerpo monoclonal para el virus respiratorio sincicial, que redujo a cero la mortalidad en recién nacidos en el país. “Es clave que sigamos avanzando en la investigación en todas las áreas del conocimiento”, concluye.

Uno de sus principales enfoques ha sido la investigación de microorganismos en ecosistemas extremos como los salares del desierto de Atacama. “Los microbios no solo sobreviven en estos ambientes inhóspitos, sino que cumplen un rol vital en el ecosistema”, explica. Actualmente, como profesora en la Universidad de Antofagasta, continúa investigando la vida microbiana en los salares, además de involucrarse en proyectos de divulgación científica.

“Estamos trabajando en la producción de compuestos bioactivos, como nuevos antibióticos o compuestos anticáncer, entre otros proyectos emocionantes”, comparte. Para la investigadora Alumni Uchile, su compromiso con la ciencia y su país es un llamado constante, un puente entre la investigación y la comunidad que sigue fortaleciendo desde su querida Antofagasta.

Leonardo Vásquez, Alumni Uchile.

La iniciativa busca apoyar diferentes investigaciones con impacto en el medioambiente y en la conservación.

Diego Márquez, estudiante de la cohorte 2021 del Doctorado en Ciencias con mención en Biodiversidad y Biorecursos de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC), obtuvo recientemente un reconocimiento de la World Wildlife Found (WWF), una organización no gubernamental que brinda apoyo a iniciativas relacionadas con el medioambiente y la naturaleza.

En concreto, Diego Márquez obtuvo la beca titulada WWF Russell E. Train Education for Nature (EFN), en la categoría 2024 Fonseca Leadership Program Fellows. En total fueron 53 los beneficiarios provenientes de 26 países.

Dado que las temáticas a financiar por el fondo se alineaban a su tema de investigación, se animó a participar. “Se trató de una postulación abierta de la WWF, una de las organizaciones más importantes que promueven la conversación de la biodiversidad. En ese contexto, mi tesis doctoral está centrada en detectar zonas de preservación de algas marinas, especialmente de Macrocystis pyrifera”, comentó.

El apoyo consiste en fondos para investigación, destinados a diversas instancias ya sea pasantías o gastos operacionales relativos a materiales para llevar a cabo algún experimento, o incluso alimentación o estadía. “El dinero se administra de manera autónoma, sin utilizar un ente intermediario. Por ende, es un entrenamiento para lo que podría ocurrir en el futuro, en mi carrera”, explicó.

Se trata de fondos anuales, teniendo dos etapas de evaluación, en enero de 2025 y en julio de 2025. Además, tiene la posibilidad de una renovación por el año 2026.

“Pienso utilizar estos fondos para gastos de materiales para el Laboratorio de Genética. Además, quisiera considerar estos fondos tanto para el estudio de las algas como para otros posibles organismos marinos, por si se requiere algún gasto adicional. También considero la compra de un procesador para los análisis”, complementó.

Respecto a la investigación a realizar, Diego Márquez trabaja en la detección de zonas de preservación de Macrocystis pyrifera, empleando las herramientas genómicas. Con el apoyo de estos fondos, podrá concluir las secuencias de las muestras.

“Estoy trabajando con el ADN de las algas. Tengo una amplia gama de poblaciones, desde Perú hasta el sur de Chile. Además, incluso de las Islas Malvinas y otras islas subantárticas”, declaró.

Respecto a la importancia de esta iniciativa, Diego Márquez comentó que es sumamente interesante que un proyecto enfocado en algas, y en general al ambiente marino, haya obtenido el financiamiento, dado que anteriormente la WWF apoyaba temáticas más relacionados al ambiente terrestre. “Solo dos proyectos que son de Chile están ligados al área marina. Además, está muy alineado a la biodiversidad y biorecursos, que justamente es el espíritu de nuestro Doctorado”, concluyó.