Investigadores del Instituto de Biología de Rosario (IBR) dependiente de la Universidad Nacional de Rosario (UNR) y del Conicet diseñaron biosensores que permiten detectar metales pesados tóxicos como mercurio, plomo, cadmio, cobre, oro y plata en aguas y efluentes industriales. El sistema se activa emitiendo una luz verde que alerta la presencia de esos metales y posibilita, por ejemplo, la evaluación de la calidad del agua potable principalmente de zonas cercanas a colocadores industriales. La responsable de este proyecto es la doctora Susana Checa, docente de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de la UNR e investigadora adjunta del IBR-UNR-CONICET. "Los biosensores son bacterias que modificamos genéticamente para usarlas en la detección de estos metales altamente tóxicos. Este sistema emite una señal que se puede medir. En uno de nuestros diseños, la señal la produce una proteína originaria de una medusa que cuando se ilumina con una luz apropiada produce luz verde fluorescente que se puede detectar", precisó la investigadora especialista en microbiología molecular.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), estos metales se ubican dentro de los diez tóxicos más peligrosos que se pueden encontrar contaminando aguas y son peligrosos para el hombre, los animales y las plantas. "Lo que sucede es que las células vivas no lo pueden asimilar, como sí sucede con el cobre y el zinc que si bien son metales pesados se pueden asimilar cuando no están en cantidades excesivas", detalló Checa. "Son comunes las intoxicaciones con plomo o mercurio. Por ejemplo, hasta hace un tiempo, las pinturas contenían plomo y la gente se moría a raíz de eso ya que el plomo ingresaba a través de la piel", agregó.

El origen de la investigación data del 2002 cuando Checa se incorporó al grupo que dirige el doctor Fernando Soncini y comenzó a investigar unas proteínas que eran específicas de salmonella, que es un patógeno. "Vimos que estas proteínas se encontraban sólo en la salmonella y no otras bacterias similares que no son patógenos por lo que pensamos que podrían estar relacionadas con la patogénesis; es decir, de la capacidad de infectar y causar enfermedad en un organismo como el ser humano o los animales", explicó la investigadora. "Me centré en una proteína muy parecida a otra también presente en la bacteria que se sabía que detectaba cobre, pero esta proteína resultó ser un detector de oro solubilizado. Cuando esta proteína se une al oro, hace que se generen otras proteínas que eliminan el metal tóxico del interior de la célula", explicó Checa.

Según la investigadora, "modificando genéticamente la bacteria, logramos que cuando la bacteria percibe oro a través de esta proteína detectora, se produzca la proteína verde fluorescente u otras proteínas que pueden producir compuestos coloreados que nos permiten verificar la presencia del metal". Así, el primer biosensor que se diseñó fue el de detección de oro. Sin embargo, los investigadores continuaron trabajando y mutando esas proteínas y pudieron obtener una variante de la proteína que además de oro, detecta otros metales. "Fue un importante descubrimiento ya que hasta el momento no había un sensor que pudiera detectar metales tan distintos como en este caso", puntualizó la científica.

Al momento, la investigación se desarrolla en el laboratorio y las pruebas se realizaron con agua corriente a la que se agregaron sales de metales. La idea, según explicó la investigadora, es acoplar la bacteria a una matriz para probarla en el medio ambiente y que marque el color verde cuando encuentre alguno de los metales. "La matriz sería un sólido donde adherir las bacterias de manera que al contacto con el agua contaminada permitan medir la señal sin liberar las bacterias en el ambiente, ya que si bien el sistema de detección fue transferido a bacterias que no son patógenas, no es correcto liberar bacterias modificadas al medio ambiente", aclaró la especialista.

La idea de los investigadores es poder utilizar este sensor para una detección rápida, como una primer alerta. "Queremos diseñar un instrumento, un kit muy simple que se pueda llevar al pozo de agua, al arroyo y hacer una primera prueba para determinar en esa porción de agua extraída si hay o no metales tóxicos. Luego, en los laboratorios se podrá precisar en detalle cuál es el metal y las cantidades presentes", afirmó la doctora. Además, Checa resaltó que "estos metales son tóxicos a cantidades ínfimas, lo cual una pequeña porción puede ser peligrosa. También hay que saber que estos metales tienen efectos acumulativos, son a largo plazo".

Por otra parte, la investigadora remarcó que es más común de lo que uno cree encontrar estos tóxicos en el ambiente debido a la contaminación derivada de las actividades del hombre y a la acumulación de desechos, ya que estos tóxicos persisten en el medio ambiente porque no se degradan. "Si te mudás a donde había una fábrica de pintura es probable que por los desechos de la industria los metales hayan llegado y persistido en las napas de agua", señaló a modo ejemplo. Y si bien están en la naturaleza en general en cantidades muy pequeñas e inmovilizados, "la contaminación derivada de las actividades industriales o la acumulación de basura, especialmente la basura electrónica, hace que su cantidad aumente y por ejemplo el agua de lluvia puede trasladar estos tóxicos a las napas de agua o a los arroyos y contaminarlos".

Las ventajas de este diseño son alentadoras ya que actualmente la detección de estos metales se realiza utilizando equipos costosos disponibles sólo en algunos laboratorios, mientras que el nuevo descubrimiento puede tener resultados en el momento y con una tecnología más simple y económica. El objetivo de los investigadores es poder evaluar aguas corrientes, de arroyos y napas y salir de la instancia de laboratorio. "Si logramos obtener un kit que funcione en el medio ambiente sería una ventaja sobre todo para pequeñas poblaciones que necesitan evaluar la calidad del agua que consumen y así poder determinar si hay presencia de éstos metales y contaminación que pueden traer perjuicios para la salud y afectar al medio ambiente", concluyó Checa.

* Integrante de la Dirección de Comunicación de la Ciencia UNR.