Microorganismos ¿Más cerca del bien que del mal?

La mayoría de las veces asociamos a los microorganismos con enfermedades infecciosas que pueden tener graves consecuencias en seres humanos, plantas y animales. Sin embargo, los avances tecnológicos nos han permitido conocer más a fondo otra cara de la moneda de estos seres diminutos, pues aplicándolos de manera adecuada y responsable tienen un gran impacto en diversos aspectos de nuestra vida diaria y en el ambiente.

Un ejemplo de ello es la obtención de colorantes en la cosmetología, los cuales se obtienen principalmente de animales (cochinillas), vegetales (pimentón o extraído de clorofilas), minerales (normalmente denominados colorantes inorgánicos), aunque algunos de estos ingredientes que pueden llegar a causar efectos secundarios en la piel, como alergias.

En la actualidad, la gran demanda de productos de belleza ha orillado a buscar alternativas que sean más rápidas y con menos afectaciones al ambiente, tal es el caso de la biotecnología cosmética.

El auge de este campo se basa en que algunos microorganismos como las bacterias (Acetobacter xylinum, lactobacilius, Brevibacterium, entre otros), hongos (Cantharellus cinnabarinu, thraustochytrium sp., entre otros) y microalgas (Haematococcus pluvialis), son utilizados con este propósito, gracias a que son capaces de producir pigmentos que son sintetizados en sus procesos fisiológicos como respuesta a diversas condiciones ambientales. Muchos de estos pigmentos microbianos presentan algunas propiedades que favorecen su uso como son:  vitaminas, antitumorales, estabilidad térmica, estabilidad de pH y fotoestabilidad.

Las bacterias producen pigmentos como la melanina (presente con diversas tonalidades de color, desde el verde o marrón, hasta el negro), carotenoides (con tonalidades que van desde el amarillo, rosa y rojo), la procianina y la zeaxantina. Otros microorganismos producen pigmentos con capacidad de protección ante la radiación UV como las cianobacterias, así como también, pigmentos con actividad antimicrobiana y anticancerígena, tal es el caso de del género Streptomyces.

Las microalgas son también utilizadas en procesos biotecnológicos, podemos mencionar a Nosroc, Chlorella, Haematococcus, debido a que generan una amplia gama de colores como clorofilas y ficobiliproteínas que son solubles en agua. 

Los hongos microscópicos como macroscópicos también se han aprovechado en procedimientos biotecnológicos, ya que producen una gran variedad de compuestos coloridos bajo ciertas condiciones de cultivo. Tal es el caso del género Penicillium que produce pigmentos como questin, mitorubrin, purpurogenone, phoenicin, entre otros que proporciona los colores como el amarillo a naranja, amarillo a marrón, naranja, morado a rojo y rojo.

Las investigaciones encaminadas a desarrollar este tipo de biotecnologías buscan sustituir y minimizar el uso de colorantes y pigmentos de origen sintético que muchas veces llegan a causar alergias, además de que son muy estables químicamente por lo cual son difíciles de ser degradados, provocando graves problemas de contaminación en el suelo, cuerpos de agua y mantos freáticos.

Por otro lado, la industria de la moda no se queda atrás y al ser considerada una de las actividades más contaminantes ha buscado alternativas para disminuir el impacto global.

El potencial de los hongos

En los últimos años, se han realizado numerosas investigaciones para explorar y aplicar nuevos procesos de fabricación de textiles y los hongos tienen un papel importante al ser utilizados en la producción de biomateriales.

El cuerpo de los hongos está formado por una red de hilos denominado micelio, el cual además de tener acciones como descomponedores de materia orgánica, sustancias tóxicas y filtrar el agua a través de la microfiltración, han permitido a algunos miembros de la industria de la moda e investigadores diseñar y confeccionar prendas como bolsas y conjuntos innovadores, aportando una alternativa al uso de plásticos y pieles de animales. 

Algunas otras aplicaciones de bioproductos elaborados a partir de microorganismos, se han encaminado en la investigación de biomateriales con impacto en la industria electrónica, donde se pretende fabricar dispositivos inteligentes con cubiertas y tarjetas de circuito impreso que sean sostenibles, rentables, pero sobre todo que minimicen el impacto ambiental que causan las cubiertas y tarjetas de circuito impreso elaboradas de plásticos y resinas de los dispositivos electrónicos actuales.

En la literatura científica se ha informado de un biomaterial a base del micelio (conjunto de estructuras vegetativas filamentosas que crecen en todas las direcciones como si fuera una telaraña) del hongo saprofito llamado Ganoderma licidu, el cual crece en la superficie de árboles muertos que se localizan en clima templado.

El biomaterial extraído del micelio de este hongo promete tener propiedades parecidas a las microespumas de polímeros, siendo un material biodegradable y manejable, pero sustentable con el ambiente, con la ventaja de ser el sustituto de las cubiertas y tarjetas de circuito impreso de plástico y resinas.

Asímismo, el hongo Pleurotus ostreatus se ha utilizado por su potencial en la degradación de materiales, como es el caso de las colillas de cigarro que, sin duda alguna, es uno de los residuos que más podemos encontrar y que contaminan los cuerpos de agua y suelos.

A pesar de que cada día son más los campos en los que los microorganismos son los actores principales, los estudios científicos están en desarrollo y requieren de más investigación.

Pero gracias a estos proyectos nos podemos dar cuenta que tanto las bacterias, hongos, y microalgas están más cerca del bien, en cuanto a los beneficios que le han dado y le seguirán dando a la humanidad, que del mal, si nos referimos solamente a las enfermedades y epidemias que han causado.

Ver a los microorganismos con una perspectiva positiva para nuestra sociedad, tal vez nos permita utilizarlos como una herramienta que nos ayude a contrarrestar los cambios que está sufriendo nuestro planeta por las actividades humanas.

Fuentes consultadas

Danniger, D., Pruckner, R., Holzinger, L., Koeppe, R. y Kalternbrunner, M. (2022). Mycelio Tronics: Fungal mycelium skin for sustaibable electronics. Science Advanses. VOL. 8, NÚM. 45. DOI: 10.1126/sciadv.add7118

Kalra, R., Conlan, X. A., & Goel, M. (2020). Fungi as a Potential Source of Pigments: Harnessing Filamentous Fungi. Frontiers in chemistry, 8, 369. https://doi.org/10.3389/fchem.2020.00369

Kiki, M. (2023). Biopigments of Microbial Origin and Their Application in the Cosmetic Industry. Cosmetics. 10(2): 47. https://doi.org/10.3390/cosmetics10020047

Morones-Ramírez, J.R., Alvarado-Martínez, V., Flores-Rocha, O.L., Villareal-Chiu, J.F., Cantú-Cárdenas, M. E. y Menchaca-López, D.N. (2015) Colorantes y pigmentos microbianos en la belleza cosmética. Revista Digital Universitaria. 16(4)

Olvera, L. (2018). Hacen celulosa para papel para colillas de cigarro. https://www.gaceta.unam.mx/hacen-celulosa-para-papel-con-colillas-de-cigarros/

Sánchez B.F. (2013). Ingeniería química: pigmentos naturales a partir de microorganismos. http://www.cienciamx.com/index.php/ciencia/quimica/4297-u-a-de-c-desarrolla-procesos-de-produccion-de-pigmentos-naturales-a-partir-de-microorganismos

Tran, T., Dawrs, S. N., Norton, G. J., Virdi, R., y Honda, J. R. (2020). Brought to you courtesy of the red, white, and blue-pigments of nontuberculous mycobacteria. AIMS microbiology, 6(4), 434–450. https://doi.org/10.3934/microbiol.2020026

Venil, K., Zakaria, Z. y Ahmad, W. (2013). Bacterial pigments and their applications. Process Biochemistry 48(7): 1065-1079. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2013.06.006

Vera-López, F y Martínez-Jiménez, A. (2021). Pigmentos en microalgas: funciones, aplicaciones y técnicas de sobreproducción. Biotecnología 25(5): 35-51

 -----

*Enna Citlalli Vidal Martínez. Ingeniera química e ingeniera agrónoma egresada de la Universidad Veracruzana. Realizó el Master en Ingeniería Ambiental en la Escuela Superior Técnica de Ingenieros de la Universidad de Sevilla. Los trabajos de investigación realizados han sido enfocados en la búsqueda de alternativas amigables con el ambiente para favorecer el campo mexicano específicamente en control biológico y biorremediación.

**Dra. Nayelli Ayatzol Vidal Martínez y Dra. Rosalba Argumedo Delira, Universidad Veracruzana (asesoría científica)

¡Publica con nosotros!

Tus ideas en línea es un espacio de Ciencia UNAM abierto a la participación de estudiantes, investigadores, profesores y profesionales creativos, interesados en compartir sus productos para la divulgación de la ciencia.