"Las bacterias aprenden a degradar materiales sintéticos"

La biología molecular y la biotecnología de las pseudomonas, un tipo de bacterias importantes para la calidad de vida humana, fueron el tema de debate del congreso que se celebró en septiembre en Madrid en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organizado por Víctor de Lorenzo y Juan L. Ramos. A él asistió Ananda Chakrabarty, de la Universidad de Chicago, el primer científico que patentó un organismo vivo, precisamente una bacteria capaz de degradar petróleo.

Pregunta. Usted lleva muchos años estudiando el grupo de las bacterias pseudomonas. ¿Por qué le cautivaron en su día estas bacterias?

Respuesta. Comencé a interesarme por las pseudomonas hace 31 años en Calcuta (India). Me llamaba la atención su enorme versatilidad y su capacidad de destruir los desechos de materiales. Entonces sólo se sabía que degradaban sustancias naturales, como la lignocelulosa o aceites. En la Universidad de Illinois comencé a examinar la acción destructiva de las pseudomonas en materiales sintéticos, como los PCB, las dioxinas o los pesticidas. Estos productos los fabrica el hombre y no existen de forma natural. Los microorganismos no saben cómo deshacerlos, por lo que estas sustancias se convierten en un problema persistente, de contaminación. Quería saber cuánto tiempo tardan los microorganismos en aprender a degradar compuestos sintéticos nuevos. Hace unos veinte años descubrí que las pseudomonas habían desarrollado la capacidad de destruir algunos de es tos materiales.

P. ¿Esta habilidad, que distingue las pseudomonas de otros grupos bacterianos, de dónde procede?R. Los materiales sintéticos se han comenzado a fabricar recientemente. Parece ser que las pseudomonas reclutaron posteriormente una serie de genes que les han dotado de la capacidad de degradarlos. Estos genes contienen la información para la síntesis de las proteínas, principalmente enzimas, implicadas en la degradación de las sustancias sintéticas. He dedicado gran parte de mi tiempo en los últimos años a descifrar la evolución, la organización y la regulación de estos genes.

P. ¿Se ha logrado averiguar el origen de estos genes?

R. Aún no está esclarecido. Algunos parece que proceden de organismos bacterianos, pero otros podrían provenir de eucariotas (organismos cuyas células tienen un núcleo diferenciado) poco evolucionados. Creemos que el reclutamiento es al azar porque al principio los nuevos genes están dispersos por el material genético, introducidos en cualquier parte. Pero en algún momento acaban reunidos en un solo plásmido. Los plásmidos son otra forma de organizar el material genético diferente al de los cromosomas: se replican con autonomía y se transfieren con gran facilidad de una bacteria a otra. Por tanto, cuando unas pocas pseudomonas de una población poseen los genes necesarios para degradar una sustancia tóxica del medio ambiente, en poco tiempo toda la población de pseudomonas habrá adquirido también la capacidad de degradarla, ya que les habrán pasado los plásmidos con los genes útiles para ello.

P. Usted fue la primera persona que patentó en el año 1981 un organismo manipula-do genéticamente. Se trata también de una pseudomona capaz de degradar petróleo. ¿Las pseudomonas que se utilizan actualmente para combatir la contaminación están manipuladas?

R. La eficacia de las pseudomonas no manipuladas para degradar los materiales sintéticos es muy baja. Una vez que se conocen los genes implicados en estos procesos es muy fácil manipularlos para mejorar los resultados. Por ejemplo, se pueden introducir mutaciones o colocarlos bajo controles de regulación nuevos. Así se logra que sean más eficaces, más resistentes y que se expresen más Las pseudomonas modificadas degradan mejor los materiales tóxicos; son herramientas para combatir las contaminaciones demanera natural, pero su uso está muy poco extendido.

P. Las manipulaciones genéticas se localizan en los plásmidos. ¿No resulta muy difícil controlar que el material modificado no se expanda a otras poblaciones bacterianas?

R. Efectivamente, es algo arriesgado. Los plásmidos podrían ser transferidos a una bacteria patógena que así podría crecer alegremente en un ambiente tóxico. En cierto modo estaríamos mejorando la capacidad natural de estos patógenos de progresar en cualquier entorno. Por eso hay muchos reparos a la hora de liberar estos microorganismos manipulados a la naturaleza. Actualmente estamos buscando otras vías ecológicas para solucionar la contaminación. Utilizamos técnicas genéticas para que algunas pseudomonas produzcan grandes cantidades de unas sustancias denominadas biosurfactantes. Éstas son sustancias que actúan como los detergentes, pero no son tan tóxicas; además, son biodegradables por otros microorganismos. Es como si tuviéramos un plato con grasa y lo laváramos con jabón: la grasa se separaría y la podríamos eliminar. Así, en una contaminación de pe tróleo, podríamos, lavarlo con estos biosurfactantes y separarlo. O sea, que ya no estaríamos liberando microorganismos manipulados a la naturaleza, sino productos suyos inofensivos.

P. Otra parte importante del congreso estaba dedicada a las pseudomonas en el área médica. ¿Usted también está ahora estudiando este campo?

R. Sí, actualmente estoy más centrado en el área médica. Algunas pseudomonas, las pseudomonas aeruginosa, son patógenos oportunistas que, por ejemplo, causan infecciones en enfermos de fibrosis quística o en personas con quemaduras. Por eso, la biología de estas bacterias tiene un interés médico. La mayoría de ellas son muy resistentes a los antibióticos y son difíciles de combatir. Los científicos se dedican sobre todo a la investigación de nuevos antibióticos, medicamentos o vacunas para eliminar estas infecciones. En parte, la resistencia a los antibióticos se debe, a una película fina que forman las bacterias en la superficie del tejido denominado biofilm. Esto permite el paso de agua y de nutrientes, pero impide el paso a los antibióticos o a otros agentes antibacterianos.

P. Durante su exposición mencionó que había encontrado en estas bacterias supuestas proteínas G que hasta ahora sólo se conocían en células mamíferas. ¿Conoce ya la importancia de estas proteínas en las pseudomonas?

R. Las pseudomonas sobreviven en los pulmones enfermos de fibrosis quística sin manifestarse durante mucho tiempo. Algo similar ocurre con el microorganismo que produce la tuberculosis, del que está infectada la tercera parte de la población mundial. Las personas infectadas por el microorganismo no tienen por qué manifestar la enfermedad. ¿Cómo logran estas bacterias esquivar durante tantos años nuestro sistema inmune? Se ha observado que son capaces de vivir en el interior de los macrófagos, unas células del sistema inmune encargadas precisamente de tragarse las bacterias y de degradarlas con ayuda de enzimas, la llamada fagocitosis. Hemos encontrado, tanto en las pseudomonas aeruginosa como en el microorganismo de la tuberculosis unas proteínas muy similares a las G, que pensamos que utliizan para evitar la fagocitosis.