Ayuda desde el fondo del mar para detectar la infección por el coronavirus

Un test que se está utilizando para diagnosticar la infección por el nuevo coronavirus se desarrolló con la ayuda de una enzima aislada de un microbio que se encuentra en fuentes termales de agua dulce así como en fumarolas hidrotermales.

Las fumarolas hidrotermales son como fuentes termales submarinas que expulsan al mar chorros de agua caliente desde el subsuelo marino. Esta agua suele ser rica en metales disueltos y otras sustancias químicas capaces de sustentar formas de vida un tanto exóticas, gracias al aprovechamiento que estas hacen de un tipo de proceso llamado quimiosíntesis. Esta agua caliente, al ser más ligera que el agua de mar circundante, se eleva como un géiser o penacho, diseminando las sustancias químicas en su entorno.

Los avances biomédicos a veces tienen su origen en los lugares más improbables. Un ejemplo es el de las fumarolas hidrotermales. Bajo una presión y acidez extremas, en un ambiente a veces desprovisto de oxígeno, los microbios no solo sobreviven allí, sino que además prosperan. Esta increíble adaptación al entorno ofrece pistas de cómo evolucionó la vida hace algunos miles de millones de años y de cómo los humanos modernos podemos luchar contra las enfermedades infecciosas.

En el mar, la humanidad ha encontrado microorganismos que producen sustancias con las que, a modo de armas químicas, podemos derrotar a organismos nocivos que nos infectan y sabotear mecanismos moleculares que ayudan a los virus a resistir nuestros ataques. Esto lo sabe bien la microbióloga Virginia (Ginny) Edgcomb, del Instituto Oceanográfico de Woods Hole (WHOI) en Massachusetts, Estados Unidos. Ella investiga hongos y bacterias que viven en las profundidades del mar y en la biosfera del subsuelo. Estos organismos se alimentan de compuestos como los hidrocarburos y producen sustancias capaces de matar a microbios nocivos para el ser humano. Casi todos los antibióticos que posee la humanidad fueron descubiertos en microorganismos que los producen de manera natural. “Quién sabe, tal vez encontremos nuevos compuestos antimicrobianos cuando empecemos a buscar en los hábitats de las profundidades oceánicas", plantea Edgcomb.

Las fumarolas hidrotermales del fondo oceánico albergan diversos microbios cuyas enzimas pueden utilizarse en pruebas de diagnóstico, como una que se utiliza para detectar el nuevo coronavirus y otros gérmenes culpables de enfermedades como el SIDA y el SARS. (Foto: © WHOI-NDSF, Alvin Group, National Science Foundation)

El océano profundo ya nos ha dado compuestos para tratar el cáncer, la inflamación y daños en el sistema nervioso. Pero también se han hecho grandes avances en las profundidades del océano en forma de herramientas de diagnóstico. Un ejemplo: un test que se está utilizando para diagnosticar el nuevo coronavirus se diseñó a partir del descubrimiento de una enzima que fue aislada de un microbio que vive en fumarolas hidrotermales marinas así como en fuentes termales de agua dulce.

El camino para desarrollar ese test comenzó en 1969 cuando unos científicos descubrieron una bacteria, Thermus aquaticus, que vive a temperaturas muy altas en una fuente termal en el Parque Nacional estadounidense de Yellowstone. Dos décadas más tarde, el biólogo Carl Wirsen del WHOI y sus colegas descubrieron nuevas cepas bacterianas en una fumarola hidrotermal frente a la costa de Italia que pueden resistir condiciones más extremas todavía (incluyendo mucho calor, presión muy alta y falta de oxígeno). Desde entonces, se han encontrado más microbios termófilos (acostumbrados a vivir en ambientes con temperaturas muy altas) en comunidades aposentadas en fumarolas hidrotermales de todas partes del mundo, situadas a profundidades de hasta 5.000 metros bajo la superficie del mar.

A mediados de la década de 1980, los humildes microbios hicieron posible un gran avance en el campo de la genética. Unos científicos descubrieron que sus enzimas permanecían estables, incluso a las temperaturas necesarias para realizar un procedimiento entonces revolucionario, el conocido como reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Con las enzimas obtenidas de los microbios, fue posible hacer millones de copias de una sola secuencia de ADN en solo unas pocas horas, mejorando las herramientas de los genetistas tanto como mejoró el trabajo con textos cuando se pasó del papel carbón a las fotocopias. Una técnica que utiliza estas enzimas, denominadas polimerasas de ADN, así como enzimas aisladas de virus, permite ahora realizar rápidamente análisis para detectar diversos virus, incluyendo el coronavirus culpable de la enfermedad conocida como SARS y ahora también el coronavirus SARS-CoV-2, culpable de la enfermedad pandémica COVID-19.

La identificación de procesos microbianos en las profundidades oceánicas es un primer paso esencial para discernir posibles aplicaciones prácticas de tales procesos en campos como el de la salud, tal como enfatiza la microbióloga Julie Huber del WHOI.

La pandemia del coronavirus SARS-CoV-2 pone de relieve la importancia de financiar la exploración submarina, una actividad que puede otorgarnos conocimientos decisivos con los cuales desarrollar nuevas terapias o técnicas de diagnosis. (Foto: NCYT Amazings)