La microbiolog¨ªa revoluciona los procesos industriales

El desarrollo, en primera instancia, de la biolog¨ªa molecular y el posterior de la ingenier¨ªa gen¨¦tica han sentado las bases de una nueva pero ya fundamental rama de la ciencia aplicada: la microbiolog¨ªa industrial. Los microorganismos han traspasado el umbral del laboratorio para incorporarse a numerosos procesos industriales. Trabajan para la medicina, la agricultura, la industria qu¨ªmica, la textil, el sector energ¨¦tico, el alimenticio, la industria minera, el tratamiento de residuos o la lucha contra las mareas negras... Ahora incluso se los patenta.

Desde que en 1928 Alexander Fleming descubriera, al parecer casualmente, la acci¨®n antibi¨®tica de la penicilina, la microbiolog¨ªa no ha cesado de aportar soluciones en el terreno de la ciencia aplicada. Los eficientes y disciplinados microorganismos, ya se trate de microalgas, levaduras, bacterias u hongos.

Aun cuando el plato fuerte de la tecnolog¨ªa microbiol¨®gica sigue siendo la producci¨®n de antibi¨®ticos, el uso de microorganismos se ha extendido a casi todas las industrias. Con su ayuda se obtienen solventes, ¨¢cidos org¨¢nicos, amino¨¢cidos, bebidas alcoh¨®licas, enzimas, vitaminas, pol¨ªmeros, insecticidas, incluso hormonas y prote¨ªnas de inestimable valor para la vida humana y el tratamiento de enfermedades como el c¨¢ncer o la diabetes, como es el caso de la insulina y el interfer¨®n. Intervienen adem¨¢s en procesos tan primordiales como la fijaci¨®n del nitr¨®geno del aire, la obtenci¨®n de gas metano mediante la fermentaci¨®n del esti¨¦rcol, la producci¨®n de etanol a partir de la destilaci¨®n de ciertas plantas o la lixiviaci¨®n bacteriana. Esta t¨¦cnica, en pleno proceso de puesta a punto en pa¨ªses como Estados Unidos, Alemania o la URSS, emplea determinadas bacterias mineras para la explotaci¨®n y el mejor aprovechamiento de yacimientos minerales que, de otra manera, carecer¨ªan de rentabilidad. Pero, ?cu¨¢l es el secreto de estas microsc¨®picas formas de vida para que el hombre haya hecho de ellas una de sus mejores herramientas?

Desarrollo de la ingenier¨ªa qu¨ªmica

La respuesta ha de buscarse en el extraordinario desarrollo alcanzado por la ingenier¨ªa qu¨ªmica durante la segunda guerra mundial y el resto de la d¨¦cada de los cuarenta.Estas t¨¦cnicas permitieron resolver un problema fundamental, el cultivo en gran escala de microorganismos, posibilitando con ello la producci¨®n a nivel industrial de penicilina hacia finales de la guerra.

A partir de entonces, el camino hacia el aprovechamiento humano del mundo de lo microsc¨®pico quedaba expedito. Los microorganismos pose¨ªan unas cualidades excelentes: su velocidad de crecimiento era extraordinariamente alta; eran f¨¢cilmente cultivables a gran escala; para su alimentaci¨®n pod¨ªa emplearse una enorme variedad de sustratos y, lo m¨¢s importante, tanto en el aspecto gen¨¦tico como bioqu¨ªmico eran f¨¢cilmente manipulables.

Resulta, pues, bastante sencillo introducir una informaci¨®n determinada en el material gen¨¦tico de, por ejemplo, una bacteria y recodificar su ADN (¨¢cido desoxirribonucleico), orient¨¢ndolo hacia la s¨ªntesis de aquellos productos de aplicaci¨®n cl¨ªnica o industrial que nos interesen. Esto mismo puede conseguirse o reforzarse mediante la alteraci¨®n de los mecanismos reguladores de su metabolismo; nada complicado de realizar en microorganismos tan estudiados como la bacteria Escherichia coli, entre otros.

La reacci¨®n no se hizo esperar, y los microorganismos se han convertido en las vedettes de la industria del futuro. Hasta tal punto, que hoy existen nutridas colecciones de ellos en espera de empleo concreto. Aunque los primeros bancos de este tipo datan de principios de siglo, no fue sino pasada la segunda guerra mundial cuando adquirieron carta de naturaleza.

Hace veinte a?os, la Unesco patrocinaba un programa de investigaciones microbiol¨®gicas que culminar¨ªa con la creaci¨®n de la Organizaci¨®n Internacional de Investigaciones Celulares (ICRO). M¨¢s tarde, en 1975, se establecer¨ªa la Red Mundial de Centros de Recursos Microbiol¨®gicos. Estos centros se encargan hoy d¨ªa de fomentar y difundir la utilizaci¨®n de la microbiolog¨ªa.

Este inter¨¦s ha llevado a la creaci¨®n de las llamadas colecciones de servicio, en las que las cepas de estas microsc¨®picas formas de vida quedan a disposici¨®n permanente de investigadores y empresas para resolver futuros problemas biotecnol¨®gicos, garantizar unas existencias que hagan posible la repetici¨®n en todo momento de los procedimientos patentados e investigar nuevas aplicaciones.

Estos archivos-cat¨¢logos se reparten ya por todo el mundo. El m¨¢s importante funciona en Estados Unidos. Se trata de la American Type Culture Collection, que ha reunido, hasta el momento, m¨¢s de 35.000 formas de microorganismos. Existen otras colecciones en el mismo Estados Unidos, Alemania, Jap¨®n, Reino Unido, Francia, Holanda, Espa?a, la URSS y numerosos pa¨ªses del Este.

La mayor¨ªa est¨¢n especializadas en determinadas formas microbianas, como es el caso de las m¨¢s de ochocientas bacterias l¨¢cticas recopiladas por el Departamento de Microbiolog¨ªa y Qu¨ªmica del Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias (INIA). Trabajan, en general, en calidad de dep¨®sitos de microorganismos reconocidos para la tramitaci¨®n de patentes, seg¨²n un acuerdo suscrito en Budapest el 27 de abril de 1977, con el fin de garantizar el control, la supervisi¨®n y la asistencia cient¨ªfica adecuada de las microherramientas.

Su conservaci¨®n no presenta, por otra parte, excesivas complicaciones. La mayor parte se liofiliza a temperaturas de 30? a 40? bajo cero, lo que permite mantenerlas en estado de hibernaci¨®n por debajo de los 8? C. Otras se conservan en nitr¨®geno l¨ªquido a -196? C, procedimiento, ciertamente, m¨¢s costoso y complicado. Ciertos tipos de hongos pueden mantenerse en perfecto estado en un medio de glicerina, a 20? C. Y otros, s¨®lo admiten el almacenamiento in vivo, en caldos de cultivo que han de ser constantemente atendidos.