Un estudio de varios científicos ha aislado y analizado 182 cepas de bacterias marinas
El desarrollo biotecnológico de las bacterias marinas que habitan en el entorno del volcán submarino Tagoro, al sur de la isla de El Hierro, sería un excelente punto de partida para acceder a nuevos compuestos y enzimas con potencial para aplicaciones farmacéuticas e industriales.
Así se desprende del estudio «Bioprospección de microbiota marina antiproliferativa del volcán submarino Tagoro». Un estudio que han publicado investigadores de distintos centros científicos en la revista «Frontiers in Marine Science». Han aislado y analizado 182 cepas de bacterias marinas obtenidas del volcán submarino, ahora en fase hidrotermal activa en aguas de El Hierro.
El estudio ha sido liderado por la investigadora Ana Raquel Díaz-Marrero en colaboración con un equipo multidisciplinar de científicos del Instituto Universitario de Bio-Orgánica “Antonio González” (IUBO) de la Universidad de La Laguna (ULL), el departamento de Bioquímica, Microbiología, Biología Celular y Genética del mismo centro, y el Centro Oceanográfico de Canarias, Instituto Español de Oceanografía (IEO), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
Erupción submarina en octubre de 2011
El investigador Eugenio Fraile recuerda que la erupción submarina de 2011 en el Mar de Las Calmas dio lugar a un nuevo volcán poco profundo. Fue a 1,8 kilómetros al sur de El Hierro.
Durante los primeros seis meses se produjeron perturbaciones físico-químicas extremas. Fueron cambios térmicos, acidificación del agua, desoxigenación y enriquecimiento en metales que generaron alteraciones significativas del ecosistema marino, explica a su vez Ana Raquel Díaz-Marrero.
Después de marzo de 2012, el volcán submarino Tagoro entró en una fase hidrotermal activa que involucró liberación de calor, gases, metales y micronutrientes inorgánicos que continúa hasta la actualidad.
De esta manera, el Tagoro se convirtió en uno de los volcanes submarinos activos más recientes y menos profundos de Europa. Se han realizado numerosos estudios sobre cómo estas anomalías físico-químicas impactaron sobre el ecosistema marino. Sin embargo sólo unos pocos han arrojado luz en caracterizar las comunidades microbianas de ecosistemas marinos extremos.
Ello se debe en parte a la dificultad que supone la recolección de muestras, generalmente situadas en lugares remotos.
Etapa de desgasificación
En octubre de 2016, cinco años después de finalizada la actividad magmática, el equipo de investigación del IUBO se unió al monitoreo oceanográfico multidisciplinar a bordo del buque «Ángeles Alvariño» del Instituto Español de Oceanografía, dentro del proyecto VULCANO-II con el fin de caracterizar anomalías físico-químicas y biológicas del volcán submarino en su etapa de desgasificación.
Se trataba de explorar la biodiversidad microbiana asociada a muestras extraídas de aguas profundas sobre el lecho submarino del volcán Tagoro. Todoa profundidades comprendidas entre 160 y 800 metros.
Las muestras incluían algas, invertebrados y sedimentos ocluidos en poros de rocas volcánicas. Se lavaron con agua de mar estéril y, se almacenaron en tubos estériles. Se mantuvieron refrigerados a bordo hasta su procesamiento en los laboratorios del IUBO.
Caracterizadas 182 cepas de bacterias marinas
Los científicos realizaron el estudio de aislamiento, de identificación taxonómica y de análisis filogenético de las muestras obtenidas. Se pudo caracterizar una colección de 182 cepas de bacterias marinas.
En este estudio se reveló el filo «Proteobacteria» como el más abundante, pues representa un 70,2% de todas las cepas aisladas, seguido de Firmicutes 19%, Actinobacteria 9,5% y Bacteroidetes 1,2%.
Con objeto de explorar el potencial farmacológico de los compuestos producidos por estas bacterias, cada una las cepas aisladas fue cultivada en el laboratorio. Allí se analizaron sus propiedades frente a diversas líneas celulares de cáncer.
«Estudios previos que muestran la relevancia farmacológica de los microorganismos marinos nos impulsaron a evaluar las propiedades antiproliferativas de 33 cepas bacterianas seleccionadas entre las aisladas de las muestras ambientales del volcán submarino Tagoro frente a líneas celulares de tumores sólidos humanos«, añade la investigadora Ana Raquel Díaz.
Los resultados de esta investigación confirmaron que los extractos que mostraron mejores resultados de actividad fueron los de los géneros Micromonospora (Actinobacteria) Kangiella y Pseudoalteromonas (Gammaproteobacteria), y Halobacillus (Firmicutes).
Todas estas bacterias se estudiarán posteriormente con el fin de explorar y obtener los compuestos que poseen dichas propiedades. Se recuerda en el estudio que los compuestos anticancerígenos representan más de la mitad de los nuevos productos naturales marinos descubiertos entre 1985 y 2012.
Laboratorio natural
El volcán submarino Tagoro debe ser considerado un laboratorio natural. Ha brindado la oportunidad de realizar una monitorización multidisciplina desde el inicio de la actividad volcánica. Ademas supone un ecosistema único para el desarrollo de estudios de bioprospección marina.
Hasta la fecha, el volcán submarino Tagoro representa el último sistema hidrotermal reportado en las Islas Canarias y desde el punto de vista científico, las fuentes hidrotermales en las profundidades del océano son consideradas “puntos calientes” para el estudio, aislamiento y descubrimiento de nuevos microorganismos.
En particular, la microbiota marina representa «una fuente prometedora e inagotable» para el desarrollo de nuevos medicamentos y, según los autores, «nuestros resultados muestran el potencial antiproliferativo de géneros como Halobacillus, Kangiella, Photobacterium y Halomonas, entre otros, aislados de un ecosistema singular como el volcán submarino Tagoro».
Este nuevo estudio «es de gran relevancia científica» ya que además de identificar y determinar la población bacteriana de este ecosistema marino «único en nuestro territorio, el fin último de esta investigación es abrir nuevas líneas de trabajo centradas en el descubrimiento de cepas bacterianas productoras de moléculas bioactivas”, concluyen los investigadores.
