Mecanismos de tolerancia a metales pesados en bacterias poliextremófilas aisladas de estromatolitos vivos en la puna andina

Abstract

El creciente contenido de compuestos de metales pesados y metaloides como contaminantes antropogénicos, especialmente de las especies Cr (VI), Cd (II), Cu (II), Pb (II), Ni (II), Co (II) y As (III, V) se ha convertido en un problema grave debido a su toxicidad hacia los organismos vivos. Estos compuestos deben eliminarse mediante tratamientos eficientes. La biosorción de metales pesados por microorganismos es un proceso efectivo y ecológicamente seguro para retirar o inmovilizar iones en medio líquido o sólido. El análisis genómico de las cepas Exiguobacterium sp. S17 y Salinivibrio sp. S34, aisladas a partir de estromatolitos en Laguna Socompa Salta, Argentina (3.570 m.a.s.l.), mostró una amplia variedad de genes de resistencia a diferentes metales pesados y metaloides. Por lo tanto, estos microorganismos son excelentes candidatos para estudios de remoción de metaloides y metales pesados de ambiente contaminados. En este trabajo se estudió la respuesta de S17 y S34 frente a metales pesados y metaloides estudiando los mecanismos involucrados en dicha resistencia y la presencia de eventos de adsorción, bioacumulación o bioespeciación con el fin de proponer su utilización en procesos de remediación de metaloides y/o metales pesados. La tolerancia frente a Cr, Cd, Co y As se evaluó en medio LB y MGM (sólido y líquido). Posteriormente sé estudio el crecimiento celular con y sin la adición de Cr(VI) al medio y la capacidad de reducción de Cr(VI) mediante la técnica colorimétrica de 1, 5-Diphenylcarbazide. La concentración de Cr total se analizó por espectroscopia de absorción atómica a las 24, 48 y 72hs. Ambas cepas crecieron en presencia de los metales ensayados, se observó mejor respuesta por parte de la cepa S34 [Cr(5mM), As (5mM), Cd (1.5mM) y Cu (20mM)] respecto a S17 [Cr (4mM), As (5mM), Cd (0,14mM) y Cu(24mM)]. El crecimiento celular no fue afectado por la adición de Cr al medio en S34, mientras que S17 disminuyo su crecimiento por abajo del 50%. El análisis de los resultados mostró que ambas cepas presentaron excelentes perfiles para la remoción de Cr(VI) durante las 72hs de cultivo. Se observaron valores de remoción del metal presente en el medio de entre 60-80% en S34 y del 45-55% en S17. Cuando se analizó Cr total en los sobrenadantes, este prácticamente se mantuvo constante durante todo el cultivo. En los ensayos no se observó cambios en la concentración de Cr(VI) para los controles abióticos. Podemos inferir que el mecanismo de resistencia a Cr(VI) involucrado en las cepas de altura, estaría principalmente ligado a procesos de bioespeciacion de Cr(VI), mediante la reducción del metal a su especie menos tóxica Cr(III) y no a la bioacumulación en las células. Estos son los primeros avances realizados en nuestro grupo enfocados en la aplicación directa de microbianos en estrategias de remediación de metales pesados.