Hallazgo de científicos argentinos y españoles
Bacterias, ¿una nueva fuente de energía?
Poseen moléculas capaces de “respirar” metales y generar electricidad amigable con el ambiente
Las bacterias que producen electricidad despiertan una gran curiosidad: su potencial utilización en gran escala podría representar una nueva fuente de energía amigable con el ambiente. Sin embargo, se conoce muy poco sobre los mecanismos moleculares de este fenómeno. Ahora, investigadores argentinos y españoles lograron identificar, mediante la utilización de una novedosa técnica electroquímica, cuáles son las moléculas clave en la producción de corriente.
"Hasta el momento se sospechaba cuál es la identidad de estos microorganismos, pero no existía ninguna medida directa que demostrase cuáles eran las moléculas que transportan los electrones. Usando espectroscopía en el infrarrojo, demostramos que son citocromos del tipo C", destaca el argentino Juan Pablo Busalmen, del Laboratorio de Bioelectroquímica, del Instituto de Tecnología de Materiales (Conicet) y de la Universidad Nacional de Mar del Plata.
Los citocromos son proteínas involucradas en la respiración en animales, plantas, organismos fotosintéticos y también en bacterias. La bacteria que protagonizó el estudio se llama Geobacter sulfurreducens, considerado uno de los microorganismos más promisorios a la hora de pensar en nuevas alternativas energéticas.
El trabajo de investigación fue dado a conocer recientemente en la versión online en la revista Angewandte Chemie International Edition de la Sociedad Química Alemana (y será publicado el 16 de este mes en la edición impresa). Además, fue presentado el 28 de mayo en el I Simposio Internacional de Celdas de Combustible Microbianas, realizado en la Universidad Estatal de Pennsylvania, Estados Unidos.
A diferencia de otras bacterias que no poseen los citocromos del tipo C y no generan electricidad, la característica distintiva de la bacteria estudiada es que porta esas proteínas en su membrana externa. Por eso, los autores señalan que es fundamental comprender cómo estas moléculas intervienen en la comunicación entre la bacteria y los electrodos (es decir, funciona como un material conductor que "acepta" los electrones), para así optimizar la generación de corriente eléctrica.
Técnica pionera
Para identificar las moléculas transportadoras de electrones, los investigadores implementaron una avanzada técnica de espectroscopía infrarroja que les permitió trabajar in vivo, sin "molestar" a las bacterias. Las depositaron sobre un electrodo muy delgado de oro y las iluminaron con luz infrarroja a través de un prisma triangular.
"Luego, medimos la cantidad de la luz absorbida, y como ésta depende de los enlaces químicos característicos de cada tipo de molécula, pudimos identificar con gran precisión las moléculas que estaban tocando el electrodo mientras se producía corriente", contó Busalmen, que realizó este trabajo en el Instituto de Electroquímica de la Universidad de Alicante, España.
"Algunas bacterias respiran oxígeno, al igual que las células humanas, y otras respiran otra cosa, como sulfatos, nitratos u óxidos de hierro o manganeso. En el nivel celular, la respiración es un proceso de transporte de electrones", explicó Busalmen, experto en bioelectroquímica.
El doctor Osvaldo Yantorno, profesor del Departamento de Química en la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata, que no participó de la investigación, opinó que es un trabajo muy novedoso.
"El estudio de bacterias que producen electricidad constituye una interesante estrategia, que de poder saltar de la escala de laboratorio a la industrial permitirá contar con al menos una nueva fuente de energía renovable para resolver la falta de hidrocarburos –dijo–. El trabajo reportado por Busalmen y colaboradores del Instituto de Electroquímica de la Universidad de Alicante, España, avanza en la elucidación de los mecanismos por medio de los cuales las bacterias transportan electrones a la superficie de electrodos sólidos", agregó el doctor Yantorno.
Mirada astrobiológica
El equipo de investigadores está integrado por un astrobiólogo, el español Abraham Esteve-Núñez, del Laboratorio de Ecología Molecular del Centro de Astrobiología de Torrejón de Ardóz, España. Sucede que investigar la transferencia de electrones que realizan estos microorganismos a los electrodos es útil para entender cómo pudieron haberlo hecho hace millones de años sobre los minerales de hierro del subsuelo terrestre. Y quizá también en otros planetas (por ejemplo, Marte, que es rico en hierro).
Esteve-Núñez se especializa en investigar la respiración microbiana de sustratos insolubles como el hierro. "Todo comenzó con el gran interés por conocer los microorganismos que respiran hierro y que habitan de forma natural en el subsuelo de la tierra. Es un metabolismo antiquísimo, muy anterior a la aparición de oxígeno sobre la superficie de la tierra", destaca Esteve-Núñez.
El especialista señala que el microorganismo más extremófilo en su capacidad de resistir temperatura (121 grados centígrados) fue descubierto en el interior de chimeneas submarinas hace cinco años. Se trata de una bacteria que "respira" hierro. "La conexión con la producción de electricidad viene por el hecho de que las bacterias que respiran hierro son las que producen electricidad de forma más eficiente", agrega.
Con todo, los investigadores destacan los beneficios de las bacterias que producen electricidad: son inocuas para el ambiente, degradan contaminantes y, si bien por ahora no sirven de combustible para automóviles, son de utilidad para alimentar equipos de bajo consumo en lugares aislados, donde no llegan los tendidos eléctricos.
En la actualidad, la cantidad de energía que se obtiene de las bacterias en el laboratorio es reducida, alrededor de los 350 miliwatts por metro cuadrado (mW/m2), y con un voltaje de 0,5 volts. Y tienen como ventaja que, además de producir electricidad, ayudan a biorremediar los ambientes contaminados. Por eso, los científicos miran cada vez con más interés el potencial futuro de las bacterias "electrogénicas".
Por Laura García Oviedo
Para LA NACION
Articulo publicado en La Nacion Ciencia/Salud
miércoles, 11 de junio de 2008
Utilización de bacterias para generar electricidad
miércoles, 4 de junio de 2008
Celulas Madre
Hasta ahora no hay tratamientos aprobados en ningún lugar del mundo
Regulan las prácticas con células madre
Deberán ajustarse a las normas de las terapias experimentales; el organismo fiscalizador será el Incucai
"Médicos argentinos desarrollan exitoso tratamiento con células madre autólogas para el tratamiento de diabetes tipo 2 y diversas patologías, entre las que se hallan la esclerosis múltiple, el Alzheimer, el Parkinson, el accidente cerebrovascular, las lesiones medulares (...) La capacidad comprobada de fijación, duplicación y diferenciación de las células madre permite que los resultados sean casi inmediatos y que se perciba una clara mejoría a los cinco días de la intervención."
Basta con tipear los términos stem cells en Internet para que la pantalla nos devuelva esta promesa de ribetes decididamente mágicos. Pero no es la única: el vacío legal que existía hasta ahora en torno de las células madre, una de las áreas de investigación más "calientes" del momento por las posibilidades que dejaron entrever estas entidades camaleónicas potencialmente capaces de transformarse en cualquier tejido, abrió la puerta a todo tipo de propuestas. Incluso a las estafas...
Afortunadamente, dos iniciativas empezarán a poner orden en este escenario en el que impera el desconocimiento. La Agencia de Promoción Científica y Tecnológica invitó a algunos de los especialistas más destacados del país en este tema a integrar la Comisión Asesora en Terapias Celulares y Medicina Regenerativa. Por su parte, el Ministerio de Salud dispuso una modificación a la reglamentación de la ley de trasplantes que autoriza al Incucai a actuar como organismo fiscalizador de toda investigación relacionada con el implante de células. Además, acaba de publicar en el Boletín Oficial una guía de buenas prácticas para la experimentación en seres humanos en disciplinas nuevas como la medicina regenerativa.
"El público es muy vulnerable y está indefenso. El Estado tiene que cuidar a la sociedad para que no la estafen", afirma la doctora Susana Sommer, bioeticista de la Universidad de Buenos Aires.
Junto con Sommer, los doctores Pablo Argibay, investigador del Instituto de Ciencias Básicas y Medicina Experimental del Hospital Italiano; Fabiana Arzuaga, de la Cámara de Diputados de la Nación; Andrés Carrasco, del Laboratorio de Embriología Molecular de la Facultad de Medicina de la UBA; Roberto Coco, de Fecunditas; Ana del Pozo, directora del Banco de Sangre del hospital Garrahan; Leonardo Fainboim, investigador del Conicet y el Hospital de Clínicas; Florencia Luna, directora del área de Bioética de Flacso; Jorge Peralta, del Incucai; Fernando Pitossi y Osvaldo Podhajcer, de la Fundación Instituto Leloir; Martín Seoane, de la Anmat, Gustavo Sevlever, de Fleni, y Lino Barañao, presidente de la Agencia y nuevo ministro de Ciencia y Tecnología están analizando cómo deberían regularse en la Argentina las prácticas con células madre.
"El vacío legal existe en muchos países del mundo -explica Sevlever-. Ocurre que en los fármacos están muy claros los pasos que hay que seguir para llevar una molécula del laboratorio a la farmacia, pero en este tipo de terapias todavía no."
Y agrega Pitossi: "Por ejemplo, hay que distinguir entre tratamientos reconocidos, otros que son experimentales y otros que directamente no tienen ningún asidero científico".
Ilusiones vs. realidad
Para los especialistas, el malentendido deriva, en parte, de una confusión entre ingeniería de tejidos y medicina regenerativa. "La ingeniería de tejidos está logrando desarrollar matrices, cartílagos, piel -dice Argibay-. En cambio, la medicina regenerativa como tal sigue siendo una promesa con muy poco sustento. Tanto en la diabetes, para la que no hay prácticamente evidencias experimentales de que se logre revertir, como en los tratamientos cardíacos, que hasta ahora sólo ofrecen resultados controversiales."
Esto ocurre, entre otras cosas, porque las células madre se comportan de una manera in vitro, de otra en los modelos experimentales y de otra cuando se insertan en seres humanos.
"No es lo mismo el nivel experimental en animales, donde uno tiene todos los factores controlados, que transferirlas al paciente -subraya Carrasco-. Para la medicina no hay enfermedades, sino enfermos. No son iguales todos los casos de mal de Alzheimer ni todos los de cardiopatías, ni van a responder igual todos los de esclerosis múltiple. Uno puede trabajar con animales, establecer protocolos, ver qué tipo de células conviene emplear, si se mueren o si siguen activas a lo largo del tiempo, pero en los pacientes el problema se complica."
Según el científico, se sabe todavía muy poco sobre el comportamiento de estas entidades biológicas. "Si uno se fija en el desarrollo embrionario, se da cuenta de que las células reaccionan en poblaciones -detalla-. Su comportamiento depende de dónde «anidan», de cuáles son las relaciones que establecen entre ellas y con los tejidos circundantes... Hay todavía muchos aspectos oscuros de su biología."
Entonces, ¿qué se puede esperar?
"Esa es la gran pregunta, porque en la sociedad está instalada la creencia de que curan, sin importar de qué célula madre se hable ni de qué enfermedad se trate -contesta Pitossi-. Lo cierto es que en principio tal vez puedan curar, pero por ahora no hay ningún tratamiento aprobado en ningún lugar del mundo."
Una excepción, asegura Del Pozo, concierne a las terapias hematopoyéticas (con células madre de médula ósea, para tratar males como la leucemia o enfermedades hereditarias de la sangre, como la osteopetrosis), para las que ya hay tratamientos reglamentados en el mundo y también en nuestro país.
"Los mejores resultados se obtienen cuando se usan células madre que corresponden al mismo tejido que se quiere tratar -dice Argibay-. En el laboratorio uno puede transformar una célula de médula ósea en una neurona, ¿pero funciona como tal dentro de una persona?"
Lo que queda claro es que, de aquí en más, y dado que no está probada su validez, toda terapia con células madre podrá realizarse en calidad de tratamiento experimental y deberá ajustarse a las normas que regulan ese tipo de intervenciones: deberá estar controlada por el Incucai y, sobre todo, ofrecerse sin costo. Para participar, los pacientes también tendrán que firmar un consentimiento informado.
"Mientras una terapia sea experimental, no puede ser utilizada ni ofrecida en la práctica corriente -dice Carrasco-. Hoy vuelve a suceder lo que ocurría con la crotoxina: un tratamiento que no estaba probado en pacientes. No se puede impedir que se realicen experimentos, pero deben ser controlados seriamente."
Argibay, por su parte, destaca que hay que tener en cuenta las dos caras de la moneda: "Tenemos que evitar la mala praxis, pero también facilitar la investigación. Los protocolos deben ser aprobados rápidamente, en forma expedita. Haría falta una política de estímulo a la investigación clínica para que algún día finalmente tengamos la evidencia que hoy nos falta".
Por Nora Bär
De la Redacción de LA NACION
Informacion extraida del diario informatico de La Nacion