Captar la "materia oscura" microbiana

En astronomía, se llama materia oscura a una forma desconocida de materia, que nunca ha podido ser detectada directamente ni examinada, pero que paradójicamente es más abundante incluso que la materia normal de la cual está hecho nuestro mundo y todo lo que conocemos. Por analogía, el término también se aplica desde hace algunos años a todos aquellos microbios que no pueden ser cultivados en laboratorio y a los que, por lo tanto, ha resultado muy difícil estudiar o incluso imposible. Los microbios de este tipo son también más abundantes que los que sí son cultivables, tal como ocurre con la materia oscura astronómica.

Desde los intestinos humanos hasta el fondo del mar, los microorganismos pueblan casi cualquier hábitat, por muy hostil que sea. Su amplia gama de estrategias de supervivencia tiene un enorme potencial en biotecnología. La mayoría de estos organismos, sin embargo, son desconocidos, porque no pueden cultivarse y forman parte de esa materia oscura biológica.

Para poder capturar esta materia oscura, estudiarla y, si es el caso, aprovechar para fines prácticos lo que se descubra en ella, unos investigadores del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) en Alemania han desarrollado ahora una pequeña "esponja" hecha de una silicona porosa especial, adaptada de la silicona de uso médico. El material atrapa, sin destruirlos, a los microorganismos del entorno, que pueden entonces ser examinados.

“Es bastante sorprendente que a nadie se le haya ocurrido antes utilizar la silicona de uso médico para captar microorganismos”, afirma Christof Niemeyer, del equipo de investigación y desarrollo. Las ventajas son evidentes, tal como subraya. El material utilizado, por ejemplo, para los implantes mamarios, no interactúa con su entorno, se puede modificar fácilmente, es duradero y tiene un bajo coste.

La estructura esponjosa del dispositivo se muestra en color gris. En el laboratorio, la esponja es colonizada por los microorganismos (en color rojo) tras unos pocos días. (Foto: Institute for Biological Interfaces-1, KIT)

En las pruebas con estas esponjas, los resultados superaron las expectativas de los investigadores. El material puede absorber microorganismos del entorno, independientemente de lo húmedo o seco que esté el ambiente.

Los experimentos revelaron que esta esponja de silicona captura una gran variedad de microorganismos en sus orificios. Del aire seco de una granja avícola, la esponja capturó microorganismos que el equipo identificó como microbios útiles para la producción de antibióticos y que también pueden servir para producir otros fármacos.

Algo similar ocurrió cuando se sumergió la esponja en un estanque para piscicultura. Los investigadores encontraron atrapados en ella muchos microbios del tipo que constituye alrededor del 70 por ciento de la materia oscura microbiana. Atrapados de este modo, fue posible analizarlos usando lo más nuevo en tecnología de secuenciación de ADN.

Niemeyer y sus colegas exponen los detalles técnicos de su esponja de silicona especial y de lo descubierto gracias a ella en la revista académica ACS Applied Materials & Interfaces, bajo el título “Macroporous Silicone Chips for Decoding Microbial Dark Matter in Environmental Microbiomes”. (Fuente: NCYT de Amazings)