Hongos, forenses y televisión.

Si hay una serie de TV donde los microbios son la estrella esa es sin duda la franquicia "CSI". En el último episodio emitido de "CSI - Nueva York", titulado "El nido del cuco" nos podemos encontrar con el siguiente diálogo:

Por si a alguien le interesa el resto de la historia, aquí dejo el link a la entrada "Una alternativa fúngica al poliestireno".

Biocemento

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Modelo mostrando la ocupación de un espacio y la porosidad del biocemento. (Fuente bibliográfica)

La historia de hoy la he sacado de "MicrobeWorld". Es el desarrollo de un biocemento por parte del grupo investigador liderado por el doctor Henk Jonkers de la Universidad Tecnológica de Delft. En el video, el propio Jonkers nos explica que el cemento es un material que suele deteriorarse debido a la exposición al medio ambiente. Rellenando dichas grietas con una mezcla de determinadas bacterias y sus nutrientes se consigue un tipo de cementación y de reparación mucho más efectiva y resistente que los medios tradicionales.

El artículo explicando el proceso fue publicado en Ecological Engineering. Al crecer las bacterias depositan carbonato cálcico en la grieta. Es decir, generan piedra caliza. Las bacterias usadas pertenecen al género Bacillus. En concreto las especies B. pseudofirmus y B. cohnii. Se escogieron estas especies por dos motivos. En primer lugar debían de poder aguantar el proceso de mezcla e inyección en la grieta. Y eso pueden hacerlo porque en las grietas se inyectan las endosporas junto con carbonato láctico, el nutriente que les permitirá crecer. El segundo motivo es que el cemento es un microambiente alcalófilo. Su pH es superior a 9 y no todos los seres vivos aguantan esas condiciones. Una vez inyectadas, las esporas germinan y el crecimiento bacteriano permite ir ocupando y rellenando de carbonato cálcio las grietas, con lo que podría decirse que el biocemento se autorrepara. Desgraciadamente esa capacidad sólo dura unos cuatro meses, por lo que se está intentando que dichas bacterias se mantengan viables el mayor tiempo posible. El desarrollo de este biomaterial ha supuesto que Jonkers reciba el premio Delft Design & Engineering.

En la microfotografía de la derecha se observa la superficie de una fractura en cemento no biotratado y en la de la izquierda la superficie de una fractura biotratada. Notese la gran cantidad de biomineralización en la biotratada (Fuente: Jonkers et al)

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Una alternativa fúngica al poliestireno

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En la página Microbe World he encontrado esta interesante historia sobre el desarrollo de un nuevo biomaterial.

En el año 2007 Eben Baye y Gavi McIntyre tuvieron la idea de utilizar hongos que crecen sobre la madera para producir nuevos biomateriales. Fundaron la compañía Ecovative Design y en un año solicitaron la certificación de la American Society for Testing and Materials (ATSM) para un nuevo biomaterial llamado Greensulate. Este material está destinado a ser una alternativa a los materiales aislantes utilizados en la construcción. Pero sus inventores le han encontrado otros usos. Lo último que se les ha ocurrido es un sustitutivo para el poliestireno expandido, el famoso "corcho-blanco" que todo niño utiliza como imitación para la nieve en sus belenes. Su invención ha merecido ser reconocida por la revista Popular Science como uno de los inventos del año 2009. Lo han bautizado como EcoCradle.

El Greeninsulate y el EcoCradle se basan en el mismo principio. El biomaterial no se manufactura, se crece. Como sustrato de crecimiento usan desechos agrícolas como las cáscaras del arroz o del trigo. Esas cáscaras son ricas en celulosa y lignina. La materia vegetal se deposita en un molde con la forma que queremos obtener. Sobre dicho restos inoculan a un hongo y lo incuban durante 7 días. En esa semana las hifas del hongo van alimentándose de las cáscaras y creciendo entre ellas. Las enzimas secretadas por el hongo modifican la lignina de forma que se transforma en un material cohesivo. De esa forma se crea un entramado biológico compuesto por restos vegetales e hifas. El entrelazado es muy eficiente. En cada centímetro cúbico hay unos 800 metros de micelio. La densidad y resistencia del biomaterial puede alterarse dependiendo de las condiciones de crecimiento del hongo por lo que pueden crear una gran variedad de biomateriales. Finalmente cuecen el conjunto a unos 65 grados. Esto acaba con la vida del hongo, por lo que no se van a producir esporas ni componentes que puedan causar alergias. El resultado es un material muy parecido al poliestireno pero que tan sólo ha necesitado la octava parte de energía para su obtención.

¿Tendrá el poliexpan los días contados?

Hay más ventajas evidentes. El EcoCradle tiene las mismas propiedades empaquetadoras del poliestireno: protección, ligereza, resistencia, acolchamiento; pero no tiene el inconveniente de ser un plástico no biodegradable que persista durante siglos enterrado en un vertedero. Tienen la ventaja añadida de que no son inflamables debido al alto componente de restos de semillas que lleva. Pero la ventaja principal es que estos biomateriales son biodegradables, por lo que no se acumulan en el medio ambiente. De hecho, los fabricantes aconsejan que lo utilices en tu propio jardín como abono o como un producto para añadir al proceso de compostaje.

¿Y qué tipo de hongo es? Pues al parecer es Pleurotus ostreatus, o pleuroto en forma de ostra, un pariente de las setas de cardo (Pleurotus eryngii). Aquí os dejo un video explicando las bondades del producto y su proceso de manufactura.

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Pegando fuerte

Web de origen de la imagen

Un grupo de la Universidad de Indiana publicó en el 2006 un artículo en la revista PNAS en el que estudiaban la capacidad adhesiva de la bacteria Caulobacter crescentus, muy frecuente en habitats acuáticos.

Esta bacteria tiene un ciclo vital bastante curioso. El habitat de Caulobacter son las aguas dulces y es muy normal encontrarla formando biopelículas en las cañerías domésticas. Nace como una célula nadadora flagelada. Posteriormente se fija a un sustrato (una piedra, un acúmulo de materia) y pierde su flagelo. Esta parte de la bacteria se la conoce en inglés como holdfast y se adhiere fuertemente a dicho sustrato gracias a la producción de un polisacarido. Después comienza a diferenciarse en el polo que se ha fijado en el sustrato, formando una delgada prolongación de su cuerpo conocida como prosteca. La adhesión es muy fuerte e impide que la bacteria sea despegada y arrastrada por la corriente. Cuando ha terminado de generar la prosteca es cuando comienza a producir nuevas células nadadoras.

Lo que ha hecho este grupo es medir la fuerza de dicha adhesión. Se necesita 1 microNewton para despegar una célula adherida a una superficie. Parece poco, pero ahora pensemos en una superficie de 1 centímetro cuadrado recubierta de esta bacteria. Para despegar a todas esas bacterias necesitaríamos una fuerza de 7.000 Newtons. Es decir, dicha fuerza es casi tres veces mayor que la tiene un pegamento del tipo superglue (2.500 Newtons por centimetro cuadrado). Pero con una ventaja añadida. Este pegamento bacteriano actúa en condiciones húmedas, el superglue no. El siguiente paso es intentar producirlo en laboratorio puesto que las aplicaciones pueden ser numerosísimas. Desde la industria a las aplicaciones sanitarias.
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Audio en "El podcast del microbio"