Así se buscan microorganismos en los ambientes más inhóspitos de Colombia

La pandemia ha demostrado que los microorganismos están en todas partes: en el cajón de la cocina, en el pasto del parque, en los árboles del Amazonas, en el viento, en su estómago, en el mar, en la nieve.

Tres investigadoras los buscan en los ambientes más inhóspitos, como las aguas termales de Paipa o los paisajes gélidos de páramos y nevados. Hasta allí llegan con sus equipos de trabajo para recolectar no precisamente peces, mariposas o ranas. Van tras lo que no se ve sino en el microscopio, pero que también puede tener colores vistosos y formas artísticas. Persiguen bacterias, hongos y otros microorganismos, porque “son fascinantes”, dicen, cada una con su bicho preferido.

A la vicerrectora de investigación y creación de la Universidad de los Andes, Silvia Restrepo, la atrapan los hongos que encuentra en suelos, aguas y sedimentos; María Mercedes Zambrano, directora científica de la Corporación CorpoGen, busca las actinobacterias que viven en líquenes; y Sandra Baena, profesora del Departamento de Biología de la Pontificia Universidad Javeriana, le interesan las bacterias y arqueas que viven solamente en condiciones de alta temperatura y salinidad.

“Queríamos descubrir especies con nuevas potencialidades, porque la idea es saber qué servicios ecosistémicos ofrece la biodiversidad, como por ejemplo el control de patógenos en general”, explica Restrepo, quien durante 2019 trabajó como comisionada en la Misión Internacional de Sabios.

No es la primera vez que este trío de biólogas con doctorados en diferentes campos trabajan juntas. En esta ocasión las unió el programa Colombia Bio, del entonces Colciencias, en un proyecto aprobado que buscó ampliar el conocimiento sobre la diversidad de especies que viven en el territorio. Cargaron sus morrales con decenas de frascos y bolsas estériles y se fueron para el Parque Nacional Chingaza, los termales de Paipa y el Parque Nacional los Nevados. Usando técnicas de biología molecular, Restrepo secuenció el genoma de un hongo, Epicoccum, con potencial biotecnológico para controlar otros hongos que afectan los cultivos, como el Fusarium.

Zambrano dedujo que la cuarta parte de los microorganismos de los líquenes muestra actividad antimicrobiana con potencial uso farmacológico. Y Baena encontró que algunas de las colonias microbianas sumergidas en aguas termales producen pigmentos que podrían ser aprovechados, como tintes naturales en la industria cosmética.

La utilidad de estos pequeños organismos

Zambrano analizó los microbiomas de siete géneros de líquenes de páramos colombianos, donde encontró además cepas bacterianas que actúan contra microorganismos de interés clínico. Baena estudió los compuestos activos de una bacteria halófila contra diferentes líneas celulares de cáncer, con resultados exitosos. Otra razón para dedicarse a estudiar estos microorganismos: “Más de un tercio de los medicamentos aprobados corresponde a productos naturales o han sido derivados de compuestos que se encuentran en organismos vivos”, dice uno de los artículos publicados recientemente por las investigadoras en una revista internacional.

Así, han puesto la mira en aquellos microorganismos que les gusta vivir en ambientes extremadamente salinos, como los halófilos ―que pueden ser arqueas o bacterias―, porque “representan reservorios de nuevos metabolitos bioactivos con diversos grupos de estructuras químicas” y, por tanto, pueden ser útiles en el futuro.

Además, en un trabajo minucioso de laboratorio, encontrar que los microorganismos recolectados producían pigmentos, las llevó a nuevas preguntas, como “¿qué tipo de pigmentos acumulan?, ¿cómo es la estructura? y ¿en qué condiciones se expresan esos pigmentos?”, señala Baena. De este modo, descartaron más de 50 cepas de diferentes especies encontradas, para concentrarse en tres arqueas y una nueva especie de bacteria de la familia Salinisphaeraceae.

“Las coloraciones rosa, naranja, marrón y amarilla de las colonias pueden indicar producción de carotenoides”, dice Baena. “Un estudio que profundice en la identificación, características y propiedades de los carotenoides producidos por estas cepas puede ser de gran relevancia para ampliar el conocimiento biológico sobre estos microorganismos y así aprovecharlos como ingredientes naturales en diferentes productos”, concluyen las investigadoras.

Coleccionar microorganismos

Así como hay herbarios e insectarios, en la Javeriana, los Andes y CorpoGen existen colecciones certificadas de microorganismos. Depositadas allí las cepas que se identificaron en el laboratorio a partir de las muestras recolectadas, las “podrán seguir estudiando otros grupos, porque quedan a disposición de la sociedad colombiana”, explica Baena.

Las tres científicas están satisfechas con los resultados y continúan investigando para conocer en detalle los microorganismos de su preferencia, a veces juntas, a veces con colegas de sus respectivas instituciones. “Cuando hay confianza se da mucho más fácil esa colaboración”, explica Restrepo, y por eso, continúa Zambrano, “seguimos, cada una buscando, por un lado, lo que cada grupo quiere o puede hacer y, por otro, cuando encontramos oportunidades de poder colaborar, pues ahí siempre estamos: a veces la unión hace la fuerza”.

Las cepas que hoy reposan en sus colecciones representan un insumo invaluable para explorar posibles productos a partir de sus componentes, lo cual contribuye a la valoración de la microbiodiversidad en nuestro país, coinciden las investigadoras. “Es importante continuar analizando y conservando la biodiversidad microbiana en ambientes extremos del país, pues allí su riqueza biológica ha sido poco explorada”, concluyen.

Para leer más: Sierra, M. A. et al., “The Microbiomes of Seven Lichen Genera Reveal Host Specificity: A reduced core community and potential as source of antimicrobials”. Recuperado de https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ fmicb.2020.00398/full

Díaz-Cárdenas, C., Bioactive Potential of Extracts of Labrenzia Aggregate Strain USBA 371: A halophilic bacterium isolated from a terrestrial source, Molecules, 25(11). Recuperado de https://www.mdpi.com/1420-3049/25/11/2546

*Este artículo fue publicado originalmente en Pesquisa, revista de la Universidad Javeriana.

La pandemia ha demostrado que los microorganismos están en todas partes: en el cajón de la cocina, en el pasto del parque, en los árboles del Amazonas, en el viento, en su estómago, en el mar, en la nieve.

Tres investigadoras los buscan en los ambientes más inhóspitos, como las aguas termales de Paipa o los paisajes gélidos de páramos y nevados. Hasta allí llegan con sus equipos de trabajo para recolectar no precisamente peces, mariposas o ranas. Van tras lo que no se ve sino en el microscopio, pero que también puede tener colores vistosos y formas artísticas. Persiguen bacterias, hongos y otros microorganismos, porque “son fascinantes”, dicen, cada una con su bicho preferido.

A la vicerrectora de investigación y creación de la Universidad de los Andes, Silvia Restrepo, la atrapan los hongos que encuentra en suelos, aguas y sedimentos; María Mercedes Zambrano, directora científica de la Corporación CorpoGen, busca las actinobacterias que viven en líquenes; y Sandra Baena, profesora del Departamento de Biología de la Pontificia Universidad Javeriana, le interesan las bacterias y arqueas que viven solamente en condiciones de alta temperatura y salinidad.

“Queríamos descubrir especies con nuevas potencialidades, porque la idea es saber qué servicios ecosistémicos ofrece la biodiversidad, como por ejemplo el control de patógenos en general”, explica Restrepo, quien durante 2019 trabajó como comisionada en la Misión Internacional de Sabios.

No es la primera vez que este trío de biólogas con doctorados en diferentes campos trabajan juntas. En esta ocasión las unió el programa Colombia Bio, del entonces Colciencias, en un proyecto aprobado que buscó ampliar el conocimiento sobre la diversidad de especies que viven en el territorio. Cargaron sus morrales con decenas de frascos y bolsas estériles y se fueron para el Parque Nacional Chingaza, los termales de Paipa y el Parque Nacional los Nevados. Usando técnicas de biología molecular, Restrepo secuenció el genoma de un hongo, Epicoccum, con potencial biotecnológico para controlar otros hongos que afectan los cultivos, como el Fusarium.

Zambrano dedujo que la cuarta parte de los microorganismos de los líquenes muestra actividad antimicrobiana con potencial uso farmacológico. Y Baena encontró que algunas de las colonias microbianas sumergidas en aguas termales producen pigmentos que podrían ser aprovechados, como tintes naturales en la industria cosmética.

La utilidad de estos pequeños organismos

Zambrano analizó los microbiomas de siete géneros de líquenes de páramos colombianos, donde encontró además cepas bacterianas que actúan contra microorganismos de interés clínico. Baena estudió los compuestos activos de una bacteria halófila contra diferentes líneas celulares de cáncer, con resultados exitosos. Otra razón para dedicarse a estudiar estos microorganismos: “Más de un tercio de los medicamentos aprobados corresponde a productos naturales o han sido derivados de compuestos que se encuentran en organismos vivos”, dice uno de los artículos publicados recientemente por las investigadoras en una revista internacional.

Así, han puesto la mira en aquellos microorganismos que les gusta vivir en ambientes extremadamente salinos, como los halófilos ―que pueden ser arqueas o bacterias―, porque “representan reservorios de nuevos metabolitos bioactivos con diversos grupos de estructuras químicas” y, por tanto, pueden ser útiles en el futuro.

Además, en un trabajo minucioso de laboratorio, encontrar que los microorganismos recolectados producían pigmentos, las llevó a nuevas preguntas, como “¿qué tipo de pigmentos acumulan?, ¿cómo es la estructura? y ¿en qué condiciones se expresan esos pigmentos?”, señala Baena. De este modo, descartaron más de 50 cepas de diferentes especies encontradas, para concentrarse en tres arqueas y una nueva especie de bacteria de la familia Salinisphaeraceae.

“Las coloraciones rosa, naranja, marrón y amarilla de las colonias pueden indicar producción de carotenoides”, dice Baena. “Un estudio que profundice en la identificación, características y propiedades de los carotenoides producidos por estas cepas puede ser de gran relevancia para ampliar el conocimiento biológico sobre estos microorganismos y así aprovecharlos como ingredientes naturales en diferentes productos”, concluyen las investigadoras.

Coleccionar microorganismos

Así como hay herbarios e insectarios, en la Javeriana, los Andes y CorpoGen existen colecciones certificadas de microorganismos. Depositadas allí las cepas que se identificaron en el laboratorio a partir de las muestras recolectadas, las “podrán seguir estudiando otros grupos, porque quedan a disposición de la sociedad colombiana”, explica Baena.

Las tres científicas están satisfechas con los resultados y continúan investigando para conocer en detalle los microorganismos de su preferencia, a veces juntas, a veces con colegas de sus respectivas instituciones. “Cuando hay confianza se da mucho más fácil esa colaboración”, explica Restrepo, y por eso, continúa Zambrano, “seguimos, cada una buscando, por un lado, lo que cada grupo quiere o puede hacer y, por otro, cuando encontramos oportunidades de poder colaborar, pues ahí siempre estamos: a veces la unión hace la fuerza”.

Las cepas que hoy reposan en sus colecciones representan un insumo invaluable para explorar posibles productos a partir de sus componentes, lo cual contribuye a la valoración de la microbiodiversidad en nuestro país, coinciden las investigadoras. “Es importante continuar analizando y conservando la biodiversidad microbiana en ambientes extremos del país, pues allí su riqueza biológica ha sido poco explorada”, concluyen.

Para leer más: Sierra, M. A. et al., “The Microbiomes of Seven Lichen Genera Reveal Host Specificity: A reduced core community and potential as source of antimicrobials”. Recuperado de https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ fmicb.2020.00398/full

Díaz-Cárdenas, C., Bioactive Potential of Extracts of Labrenzia Aggregate Strain USBA 371: A halophilic bacterium isolated from a terrestrial source, Molecules, 25(11). Recuperado de https://www.mdpi.com/1420-3049/25/11/2546

*Este artículo fue publicado originalmente en Pesquisa, revista de la Universidad Javeriana.