La microbiología revoluciona los procesos industriales

El desarrollo, en primera instancia, de la biología molecular y el posterior de la ingeniería genética han sentado las bases de una nueva pero ya fundamental rama de la ciencia aplicada: la microbiología industrial. Los microorganismos han traspasado el umbral del laboratorio para incorporarse a numerosos procesos industriales. Trabajan para la medicina, la agricultura, la industria química, la textil, el sector energético, el alimenticio, la industria minera, el tratamiento de residuos o la lucha contra las mareas negras... Ahora incluso se los patenta.

Desde que en 1928 Alexander Fleming descubriera, al parecer casualmente, la acción antibiótica de la penicilina, la microbiología no ha cesado de aportar soluciones en el terreno de la ciencia aplicada. Los eficientes y disciplinados microorganismos, ya se trate de microalgas, levaduras, bacterias u hongos.

Aun cuando el plato fuerte de la tecnología microbiológica sigue siendo la producción de antibióticos, el uso de microorganismos se ha extendido a casi todas las industrias. Con su ayuda se obtienen solventes, ácidos orgánicos, aminoácidos, bebidas alcohólicas, enzimas, vitaminas, polímeros, insecticidas, incluso hormonas y proteínas de inestimable valor para la vida humana y el tratamiento de enfermedades como el cáncer o la diabetes, como es el caso de la insulina y el interferón. Intervienen además en procesos tan primordiales como la fijación del nitrógeno del aire, la obtención de gas metano mediante la fermentación del estiércol, la producción de etanol a partir de la destilación de ciertas plantas o la lixiviación bacteriana. Esta técnica, en pleno proceso de puesta a punto en países como Estados Unidos, Alemania o la URSS, emplea determinadas bacterias mineras para la explotación y el mejor aprovechamiento de yacimientos minerales que, de otra manera, carecerían de rentabilidad. Pero, ¿cuál es el secreto de estas microscópicas formas de vida para que el hombre haya hecho de ellas una de sus mejores herramientas?

Desarrollo de la ingeniería química

La respuesta ha de buscarse en el extraordinario desarrollo alcanzado por la ingeniería química durante la segunda guerra mundial y el resto de la década de los cuarenta.Estas técnicas permitieron resolver un problema fundamental, el cultivo en gran escala de microorganismos, posibilitando con ello la producción a nivel industrial de penicilina hacia finales de la guerra.

A partir de entonces, el camino hacia el aprovechamiento humano del mundo de lo microscópico quedaba expedito. Los microorganismos poseían unas cualidades excelentes: su velocidad de crecimiento era extraordinariamente alta; eran fácilmente cultivables a gran escala; para su alimentación podía emplearse una enorme variedad de sustratos y, lo más importante, tanto en el aspecto genético como bioquímico eran fácilmente manipulables.

Resulta, pues, bastante sencillo introducir una información determinada en el material genético de, por ejemplo, una bacteria y recodificar su ADN (ácido desoxirribonucleico), orientándolo hacia la síntesis de aquellos productos de aplicación clínica o industrial que nos interesen. Esto mismo puede conseguirse o reforzarse mediante la alteración de los mecanismos reguladores de su metabolismo; nada complicado de realizar en microorganismos tan estudiados como la bacteria Escherichia coli, entre otros.

La reacción no se hizo esperar, y los microorganismos se han convertido en las vedettes de la industria del futuro. Hasta tal punto, que hoy existen nutridas colecciones de ellos en espera de empleo concreto. Aunque los primeros bancos de este tipo datan de principios de siglo, no fue sino pasada la segunda guerra mundial cuando adquirieron carta de naturaleza.

Hace veinte años, la Unesco patrocinaba un programa de investigaciones microbiológicas que culminaría con la creación de la Organización Internacional de Investigaciones Celulares (ICRO). Más tarde, en 1975, se establecería la Red Mundial de Centros de Recursos Microbiológicos. Estos centros se encargan hoy día de fomentar y difundir la utilización de la microbiología.

Este interés ha llevado a la creación de las llamadas colecciones de servicio, en las que las cepas de estas microscópicas formas de vida quedan a disposición permanente de investigadores y empresas para resolver futuros problemas biotecnológicos, garantizar unas existencias que hagan posible la repetición en todo momento de los procedimientos patentados e investigar nuevas aplicaciones.

Estos archivos-catálogos se reparten ya por todo el mundo. El más importante funciona en Estados Unidos. Se trata de la American Type Culture Collection, que ha reunido, hasta el momento, más de 35.000 formas de microorganismos. Existen otras colecciones en el mismo Estados Unidos, Alemania, Japón, Reino Unido, Francia, Holanda, España, la URSS y numerosos países del Este.

La mayoría están especializadas en determinadas formas microbianas, como es el caso de las más de ochocientas bacterias lácticas recopiladas por el Departamento de Microbiología y Química del Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias (INIA). Trabajan, en general, en calidad de depósitos de microorganismos reconocidos para la tramitación de patentes, según un acuerdo suscrito en Budapest el 27 de abril de 1977, con el fin de garantizar el control, la supervisión y la asistencia científica adecuada de las microherramientas.

Su conservación no presenta, por otra parte, excesivas complicaciones. La mayor parte se liofiliza a temperaturas de 30º a 40º bajo cero, lo que permite mantenerlas en estado de hibernación por debajo de los 8º C. Otras se conservan en nitrógeno líquido a -196º C, procedimiento, ciertamente, más costoso y complicado. Ciertos tipos de hongos pueden mantenerse en perfecto estado en un medio de glicerina, a 20º C. Y otros, sólo admiten el almacenamiento in vivo, en caldos de cultivo que han de ser constantemente atendidos.