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En lechugas marinas hallan moléculas con potencial biotecnológico

Además de ser un componente estructural importante en las zonas intermareales, las macroalgas (aquellas que se ven a simple vista) del género Ulva forman parte del grupo de productores primarios, actúan como guarderías para la protección de especies de invertebrados y se caracterizan porque sus superficies se constituyen en un espacio esencial para el establecimiento de comunidades de bacterias epífitas (aquellas que permanecen asociadas con superficies vivas: plantas y macroalgas) ofreciendo un hábitat rico en nutrientes, adecuado para la formación de biopelículas bacterianas.

Una investigación pionera en Colombia en bacterias que crecen sobre Ulva lactuca, alga comestible conocida comúnmente como lechuga de mar o lamilla, permitió el hallazgo de una enzima excepcional, pues además de poseer una alta tolerancia a elevadas concentraciones de sal, es capaz de procesar ácidos grasos. El estudio fue adelantado por el Grupo de Bioprocesos y Bioprospección del Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia  (IBUN).

Aunque cerca de 273 de las bacterias halladas ya han sido reportadas en Australia y el Mar Báltico, es muy probable que otras sean autóctonas del Caribe colombiano.

En el litoral rocoso de Punta de la Loma, ubicado en inmediaciones del aeropuerto de Santa Marta, la bióloga marina Natalia Beatriz Comba González, doctora en Ciencias – Biología, tomó muestras de las bacterias que crecen sobre Ulva lactuca. Aunque algunas de las 273 bacterias halladas ya han sido reportadas en Australia y el mar Báltico, es muy probable que otras sean autóctonas del Caribe colombiano.

En tal sentido, el estudio constituye un avance significativo en lo que Colciencias ha definido como la “búsqueda sistemática, clasificación e investigación de nuevas fuentes de compuestos químicos, genes, proteínas y otros productos que poseen un valor económico actual o potencial”, en un campo de negocio que podría representar hasta 5.000 veces el total de bienes y servicios producidos por el país, o PIB.

Amilasas, lipasas y celulasas

Las muestras de lechugas marinas colectadas para el estudio se trasladaron a los laboratorios del IBUN, donde fueron ubicadas en medios de cultivo para hacer que las bacterias crecieran; después se llevaron a incubadoras por un periodo de entre 24 y 48 horas, a una temperatura de 28 oC, y en seguida se evaluaron las colonias bacterianas.

El paso siguiente se orientó a buscar aislamientos bacterianos productores de las enzimas de interés para el estudio: amilasas, lipasas y celulasas, con capacidad para actuar en sustratos como almidón, ácidos grasos y celulosos, comúnmente empleados en la industria de alimentos y detergentes.

La doctora Comba precisa que “el hecho de que las bacterias formaran halos claros en los medios de cultivo era la prueba de que habían comenzado a procesar el sustrato, lo que ayudó a establecer cuáles bacterias eran positivas o negativas para cada caso”.

Del laboratorio a la industria

Debido a que solo el 1 % de las bacterias se puede cultivar en el laboratorio, se estudiaron aquellas no cultivables asociadas con lamilla, con el fin de complementar la búsqueda de las enzimas de interés.

Para esto se extrajo ADN proveniente de las bacterias epífitas, el cual se introdujo después en Escherichia coli, bacteria muy común que vive en el intestino, cuyo ambiente es propicio para el cultivo en condiciones de laboratorio, de tal manera que se pudiera evaluar la producción de enzimas en los sustratos mencionados.

Así, se encontró que la enzima del tipo esterasa actúa sobre ácidos grasos de cadena corta (moléculas producidas por las bacterias cuando fermentan los componentes de los alimentos, en especial la fibra) y rompen enlaces, lo cual facilitaría procesos químicos para la elaboración de jabones o margarinas.

El estudiante Nicolás Niño, de la Maestría en Ciencias – Microbiología, quien también forma parte del grupo de investigación, destaca que “una vez identificada la enzima, se procedió a hacer una caracterización preliminar para determinar su tolerancia a diferentes rangos de acidez, temperatura y salinidad, en la medida en que durante los procesos industriales son habituales los cambios abruptos de estos factores, y de ahí la importancia de contar con compuestos capaces de soportarlos”.

Puesto que una de las posibles estrategias para descontaminar aguas de compuestos que no se degraden con facilidad es hacerlo con enzimas como las analizadas en el estudio, este sería uno de sus potenciales usos, junto con su aplicación en la industria alimenticia y de producción de detergentes.

Llegar a ese punto es un proceso largo en el que se requerirá hacer más estudios tanto a nivel de laboratorio como a escala piloto. En el marco de esta investigación también participaron dos estudiantes de pregrado y dos de maestría, quienes trabajaron tanto en el aislamiento y cultivo de bacterias epífitas de U. lactuca como en la identificación de genes lipolíticos en el ADN proveniente de estas bacterias, los cuales podrían tener alguna incidencia en tratamientos contra la obesidad.

Otro estudio reciente derivado del trabajo de la doctora Comba busca evaluar si las bacterias que crecen sobre U. lactuca tienen enzimas con potencial para procesar polisacáridos con grandes reservas de energía como el ulvano, el cual ha demostrado tener gran actividad biológica en tratamientos médicos gracias a sus capacidades como anticoagulante, estimulador del sistema inmune, antitumoral y anticancerígeno.

En la medida en que las nuevas investigaciones logren demostrar el potencial de las enzimas halladas, los procedimientos y las técnicas desarrolladas en la UN se podrían llevar a una escala comercial que permita elaborar productos a escala industrial, los cuales no solo serían más eficientes sino que además contribuirían a disminuir la contaminación del medioambiente.

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