El 17 de septiembre de 1683, el comerciante de telas holandés Anton van Leeuwenhoek enviaba una carta a la Royal Society de Londres, informando que había observado por primera vez un organismo compuesto por una sola célula. En realidad, definió como animáculos a los pequeños organismos que había podido ver en una gota de agua.

Lo hizo gracias al microscopio que él mismo había diseñado varios años atrás, con el objetivo de analizar mucho mejor las cualidades de los tejidos con los que comerciaba. Esto le valió ser considerado como el primer microbiólogo de la historia.

Ahora, más de tres siglos después, aquel hito histórico ha servido para fechar el Día Internacional del Microorganismo. El objetivo de tal iniciativa, promovida por la Sociedad Portuguesa de Microbiología, no es otro que dar a conocer la profesión de la microbiología y concienciar a la población sobre la gran cantidad de aplicaciones beneficiosas que tienen los microorganismos, más allá de la simple transmisión de enfermedades.

Aparte de Portugal, este año se realizan actividades en otros países europeos, concretamente en Estonia, Grecia, Ucrania, Países Bajos y España. Además, también es la primera vez que participa México. Las contribuciones al evento se pueden ver en Twitter, a través del hashtag #InternationalMicroorganismDay.

Pero, ¿cuáles son realmente esas aplicaciones tan ventajosas de aquellos "animáculos" observados por van Leeuwenhoek y todos los que se han descubierto después? Aquí va un resumen de algunas de ellas.

Los súper bichos

Una de las cualidades que convierte a los microorganismos en herramientas útiles para el ser humano es la capacidad que tienen algunos de ellos para resistir condiciones extremas de parámetros como la temperatura, la salinidad o la radiación.

Entre estos microbios, conocidos como extremófilos, destacan casos como el de Deinococcus radiodurans. Se trata de una bacteria cuyo súper poder es el de resistir cantidades muy elevadas de radiación.

De hecho, mientras que un ser humano moriría en menos de un mes tras exponerse a una radiación de 10Gy-el Gray es la unidad utilizada para medir la radiación-, D.radiodurans puede resistir 5.000 Gy sin perder viabilidad y hasta 15.000 Gy perdiendo sólo un 37%.

Para conseguirlo, disponen de un sistema muy eficiente de reparación de ADN, además de ser capaces de almacenar múltiples copias de su genoma. Esto es una gran ventaja, ya que los daños ocasionados por la radiación se deben a su acción directa sobre el ADN replicante de las células en división.

En biotecnología, la ciencia que da a los organismos vivos aplicaciones beneficiosas para el ser humano, se ha utilizado esta bacteria con diversos fines. Por ejemplo, se ha empleado para digerir disolventes y metales presentes en zonas afectadas por una alta radiación. Además, sus mecanismos de reparación de ADN están siendo investigados por su posible aplicación en medicina regenerativa. Otro microorganismo extremófilo muy interesante es Tersicoccus phoenicis, una bacteria muy interesante por haberse detectado en dos ocasiones en uno de los lugares con mayores condiciones de esterilidad: las zonas de ensamblaje de naves espaciales. Pero no en el mismo lugar, sino en dos salas limpias de estaciones espaciales situadas e 4.000 kilómetros de distancia.

Además de resistir a las condiciones de desinfección de estas salas, también resiste a la escasez de nutrientes, por lo que se cree que su hábitat natural podría estar en cuevas o desiertos. Todo esto podría darle un gran número de aplicaciones, especialmente dirigidas a los viajes espaciales. Sin embargo, aún debe ser estudiada más a fondo.

Los cocineros

La biotecnología es una ciencia mucho más antigua de lo que algunas personas piensan. Los primeros rastros de agricultura detectados datan de la revolución del neolítico, hace entre 10.000 y 12.000 años. Poco después de comprobar la utilidad de sembrar plantas para obtener alimento de ellas, aquellos hombres y mujeres descubrieron también que podían seleccionar los cultivos más resistentes, con el fin de darles un mayor rendimiento.

Años más tarde, algunos de los frutos de aquellos cultivos comenzaron a utilizarse para fabricar alimentos más elaborados, gracias a la intervención de algunos microorganismos.

Entre ellos, destacan productos como el pan, el queso, la cerveza o el vino. Pero, ¿cuáles fueron aquellos microbios que aportaron nuevas recetas a nuestros ancestros? Uno de los más conocidos es Saccharomyces cerevisiae, una levadura empleada en la elaboración del pan o la cerveza, entre otros alimentos.

Las levaduras son microorganismos eucariotas. Esto quiere decir que, al contrario que las bacterias, tienen su material genético confinado en el interior de una membrana nuclear.

En el caso de S. cerevisiae, su utilidad deriva de una condición concreta de su metabolismo, que se da cuando se encuentra en un medio rico en azúcares, como la glucosa, la maltosa o la fructosa. En esos casos, comienza un proceso conocido como fermentación alcohólica, durante el cual se transforman dichos azúcares en alcohol. Como resultado, a partir de la uva y la cebada se obtienen bebidas alcohólicas como el vino y la cerveza, respectivamente.

En el cuanto al pan, también tiene lugar este tipo de fermentación, aunque el producto que se busca para su elaboración no es el alcohol, sino el dióxido de carbono, que también se genera en el proceso.

Se trata de un gas que favorece que la masa se hinche, dando lugar al aspecto esponjoso del pan. En cuanto al alcohol, no hay que temer por él, ya que se evapora durante la cocción.

Pero no sólo las levaduras son buenas en la cocina. También lo son algunas bacterias, como Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus termophilus, que colaboran en la fermentación de la leche, para dar lugar al yogur y el kéfir.

En este caso no se trata de fermentación alcohólica, sino de la fermentación ácido láctica, tras la que se genera ácido láctico, a partir de los azúcares de la leche. Este ácido provoca un cambio en la consistencia de la leche, que se cuaja del mismo modo que si le echáramos un chorro de limón. Además, durante el proceso se obtienen otras sustancias, como el acetaldehído y el diacetilo, implicados en el sabor y el aroma del yogur.

Los jardineros

Otras de las grandes aplicaciones de los microorganismos es su uso en agricultura. En esta área, destaca Agrobacterium tumefaciens, una bacteria conocida por ocasionar tumores en las plantas. Esto puede sonar negativo, y en un principio lo es, pero con ayuda de la ingeniería genética se puede convertir en una gran herramienta para la ciencia.

En la naturaleza, A. tumefaciens detecta unas sustancias generadas por las plantas cuando tienen pequeñas heriditas. Estas aberturas facilitan que la bacteria penetre en ellas, colocándose en los espacios intercelulares vegetales, desde los que inyecta su propio ADN en el interior de las células. Este material genético transferido contiene una estructura circular de las bacterias, llamada plásmido, en la que se encuentran los genes formadores de tumores.

Todo esto resulta útil en ingeniería genética porque a partir de modificaciones en dicho plásmido, conocido como plásmido T, se podrían introducir en el interior de las plantas genes beneficiosos para ellas, como los que favorecen la resistencia a plagas.

Otro ejemplo de bacteria útil en agricultura es el de Bacillus thuringiensis , ya que genera una toxina usada frecuentemente como bioplaguicida.

Se trata de la toxina Cry, una sustancia muy interesante por dirigir su toxicidad únicamente a los insectos. Esto ocurre a través de varios pasos. En primer lugar, tras ser ingerida, la toxina pasa al sistema digestivo del insecto, donde se une a una serie de receptores ubicados en el epitelio intestinal. Una vez allí, el pH alcalino del medio la activa, dando lugar a la generación de poros en el epitelio, que terminan causando la rotura de la membrana celular y la muerte del animal.

Todo este proceso no genera ningún daño a la planta, ni a los agricultores o los posteriores consumidores, ya que el sistema digestivo humano tiene un pH ácido y, además, tampoco contiene los receptores necesarios para su unión.

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Doctores 24 horas

Si hay alguien que vela por la salud del ser humano durante las 24 horas del día, sin duda esa es su microbiota.

Que un microorganismo penetre en nuestro organismo a menudo se asocia con la aparición de enfermedades. Sin embargo, convivimos con millones de estos microbios, que no sólo no resultan perjudiciales; sino que, además, resultan muy beneficiosos para la salud. Todos estos “bichitos” conforman lo que se conoce como flora microbiana o microbiota. Sí que es cierto que no son amigos desinteresados del ser humano, ya que obtienen de nosotros todo lo necesario para su supervivencia. Pero vale la pena; ya que, mientras tanto, llevan a cabo funciones como facilitar la digestión o luchar contra microorganismos patógenos.

Se encuentran en varias partes del organismo, entre las que destacan la piel y los tractos gastrointestinal y genitourinario.

En los últimos años se ha ido descubriendo la gran importancia de este arsenal microbiano para la salud humana, por lo que ha crecido el número de estudios dedicados a analizar su función. Por ejemplo, se ha comprobado qué alimentos pueden generar cambios en su composición o qué enfermedades pueden relacionarse con él. Incluso se han comenzado a llevar a cabo procedimientos tan curiosos como el transplante de heces, dedicado a traspasar parte de la flora intestinal de un individuo sano a otro con alguna patología del sistema digestivo.

En la ciencia, como en tantas otras áreas, las cosas no son blancas o negras, un tipo de organismo no tiene por qué ser o bueno o malo y, como ejemplo, los microorganismos no siempre tienen por qué causar enfermedades. Al contrario, muchísimos de ellos constituyen una gran herramienta para el desarrollo de aplicaciones beneficiosas para el ser humano. Y eso que aún queda muchísimo que explorar sobre ellos.

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