En un evento organizado por Imagen de Chile, mostró sus avances en el estudio de las adaptaciones de la vida microbiana a la extremadamente baja disponibilidad de agua, utilizando las formas de vida del desierto de Atacama como modelo y se referió a sus proyectos en las aplicaciones derivadas en el ámbito biomédico y biotecnológico.
Una serie de investigaciones científicas se realizan actualmente en el desierto de Atacama, cuyos resultados podrían ayudar a la agricultura a enfrentar la sequía que actualmente sufren varias partes del país.
El especialista Armando Azúa presentó este martes sus avances en el estudio de las adaptaciones de la vida microbiana a la extremadamente baja disponibilidad de agua, utilizando las formas de vida del desierto de Atacama como modelo, y se refirió a sus proyectos en las aplicaciones derivadas en el ámbito biomédico y biotecnológico, en un evento organizado por Imagen de Chile.
El científico acaba de ser elegido como uno de los 15 pensadores e innovadores de TED Fellows 2017. Ingeniero agrónomo, se doctoró en genética molecular y microbiología en la U. Católica, entre otros estudios.
La bacteria salvadora
Azúa investiga cómo se adaptan distintos microorganismos a la escasa disponibilidad de agua. «Ya hemos demostrado varias estrategias que estas formas de vida usan, y una de ellas es un mecanismo fantástico que descubrimos no hace mucho», dice.
«Cuando le sacas agua a las células, el gran problema es que todo en el interior se empieza a agregar sin especificidad. Imagina si fuera una fábrica: si todo se empieza a pegar con todo, la fábrica deja de funcionar. Esa agregación es irreversible, entonces no es que se agregue algo de nuevo y se vuelva a su forma original. Una vez que esa agregación ya ocurrió, no hay vuelta atrás. Las plantas, por ejemplo, las puedes dejar de regar, y si esperas un día para regarla de nuevo, y quizá la planta vuelva a retomar su crecimiento. Sin embargo, a los cuatro días, aunque le agregues agua, la planta ya va a estar muerta, precisamente por el fenómeno de agregación».
«En este caso, nosotros demostramos que la bacteria que yo estaba investigando en particular, tiene la gracia de poder hacer fotosíntesis; usando la luz como forma de obtener energía, empieza a producir masivas cantidades de azúcares, como la sucrosa, que es la azúcar común de mesa. Ese tipo de azúcar crea verdaderas pantallas entre las distintas moléculas para evitar que se agreguen, evitando que ocurra el fenómeno de agregación inespecífica, y eso permite que, cuando llega el agua posteriormente, la célula siga funcionando».
Aplicaciones
¿Qué aplicaciones futuras podría tener esto? «Hay bastantes, y no solamente en la parte de ciencia básica de entender el ‘cómo’, responde.
«Las características que tienen estos organismos muy tolerantes a la falta de agua tiene que ver con sus genes, pues estos tienen proteínas y estas proteínas tienen una función que explica eso. Las azúcares que producen no salen de la nada, sino que de una ruta bioquímica: hay una serie de enzimas -que son proteínas- que generan estos azúcares. Entonces hay investigadores de otros desiertos, menos áridos, que han tomado solo uno de los genes, lo ponen en una planta de maíz, y esta en vez de requerir que la rieguen cada tres días -por ejemplo- la pueden regar cada dos semanas, y está igual», asegura.
Azúa destaca que eso tiene una tremenda aplicación a la agricultura, particularmente por el cambio climático global que está enfrentando el planeta.
«Esto es uno de los grandes problemas al que vamos a enfrentarnos, porque grandes áreas de la tierra se estima que van a ser más áridas. Lo estamos viendo en el caso de Chile, por ejemplo; las lluvias de abril hace mucho que ya no existen, la sequía la tenemos en la Cuarta Región muy patentemente», dice.
«Pensando que el gran núcleo agrícola está en la zona central, eso significa que el agua va a ser un gran problema, y estas soluciones nos pueden generar cultivos genéticamente mejorados, que sean capaces de tolerar mejor el clima árido», señala.
Por otro lado, también la biomedicina se ve beneficiada, porque hay varios procesos industriales y enzimáticos que en este momento requieren agua, afirma Azúa. «Y si nosotros aprovecháramos todo el componente genético de estos microorganismos para hacer que algunas cosas requieran menos agua -o no la requieran en absoluto-, también sería fantástico».
«Por ejemplo, cuando mandas tejidos en el caso de un trasplante, se requiere cierta temperatura o cierto nivel de hidratación. En estos casos, sabiendo qué tipo de azúcares son los que protegen mejor las células, uno podría -por dar un ejemplo- mandar un corazón bien recubierto en sucrosa, y va a tener más tiempo de llegar a destino», agrega.
Azúa concluye que hay una variedad de aplicaciones tanto para el mundo agrícola, como para el biotecnológico, y también desde el punto de vista de la biomedicina. «Usando estas mismas enzimas, pero que no requieran de agua, ayudaría a que ciertos problemas que empiezan a solucionarse, o qué procesos se vuelvan más eficientes, más tolerantes o más resistentes».
La NASA en Antofagasta
Azúa realiza sus investigaciones en el desierto de Atacama, donde también trabajan científicos de la Agencia Espacial Estadounidense (NASA) debido a la similitud de la zona con el planeta Marte. La única misión que la NASA ha realizado en el planeta rojo fue en 1976, y fue específicamente para buscar vida.
«Estaban buscando evidencia de que Marte podría ser un planeta habitable, y esos experimentos particularmente dieron resultados que todavía no tienen lectura clara», señala.
En 2003, un investigador de la NASA repitió esos mismos experimentos, pero usando los suelos del desierto de Atacama -una zona al interior de Antofagasta- y mostró que sostenían casi los mismos resultados. Por ello propuso que, debido a las características del suelo y a cómo responden estos suelos a los experimentos que se hicieron en marte, el desierto de Atacama era un buen modelo, sobre todo por ser muy árido.
«Por un lado están los suelos, que son sumamente parecidos, y por otro lado el clima que es igual de seco, e incluso en esas condiciones encontramos microorganismos; esto lo hace un muy buen modelo para entender lo que pasa allá», explica. «Porque, hasta hace poco, se pensaba que Marte era demasiado seco para la vida, y que si alguna vez hubo vida, ya no. Y no tanto por lo frío, porque la temperatura no es tan limitante como la falta de agua».
Potencial único
Para Azúa, el desierto de Atacama tiene un potencial único, porque es el más seco y el más antiguo del mundo. «Eso ya no es solo potencial, sino que ya se convierte en acción. Mucho de la implementación, de la detección de distintas cosas, robots, instrumentos, todo lo que después se envían a Marte se prueban ahí, porque es lo más parecido. Es la mejor plataforma de testeo que puede haber».
La investigación actual suele seguir una mecánica. Primero, ha habido una gran fase de caracterización de cómo es el desierto en sí; luego, en una segunda fase, se identifican las formas de vida que se encuentran, qué se puede encontrar y dónde. «Después viene una tercera fase, que es la más interesante, pues ya se sabe qué microorganismos habitan esta zona en particular, pero se empieza a investigar qué características los hacen tan tolerantes a la falta de agua», dice.
«La investigación actual se encuentra en esa instancia actualmente: entender cuáles son las características de estos microorganismos que explican su sobrevivencia aquí, porque también nos da pistas de cuáles serían las potenciales formas de vida marcianas», remata.
¿Qué caracteriza al desierto de Atacama? «Lo que está más que demostrado, y es la gracia del Desierto de Atacama, es que es el más seco del mundo por lejos. Algo que se le parece son los Valles Secos de la Antártica, una zona bien peculiar con valles enteros sin nieve. Es bien curioso estar ahí, porque se miden unos 10 mm de lluvia al año, en comparación con los 0,2 mm de lluvia del Desierto de Atacama. El nivel más bajo claramente lo tiene este desierto».
«También, desde el punto de vista evolutivo -que es un área que estoy investigando yo- es un desierto es muy antiguo, y la evolución siempre presentó el mismo problema desde el punto de vista de la escasez de agua», dice. «Estos dos factores explican por qué el desierto de Atacama es tan distinto a otros desiertos».