Biodegradación de diclofenac mediante Streptomyces spp.: hacia una solución biotecnológica para contaminantes farmacéuticos

Abstract

El diclofenac (DIC) es un antiinflamatorio no esteroideo (AINE) de uso ampliamente extendido en medicina humana. Su presencia en cuerpos de agua y suelos ha sido ampliamente reportada, debido a su baja biodegradabilidad y alta persistencia, lo que lo convierte en un contaminante emergente de creciente preocupación. La exposición prolongada a este compuesto puede generar efectos tóxicos en organismos acuáticos y alterar el equilibrio de los ecosistemas. Frente a esta problemática, la bioremediación se presenta como una alternativa sustentable y eficiente para su tratamiento. En particular, las actinobacterias han demostrado un notable potencial en la biodegradación de compuestos recalcitrantes gracias a su versatilidad metabólica y la producción de enzimas especializadas. En este contexto, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar la capacidad de dos cepas de actinobacterias para degradar DIC: Streptomyces spp. E5N50 y Z2. Para ello, las mismas fueron cultivadas en 30 mL de medio mínimo (g/L: K2HPO4, 0,5; MgSO4 7H2 O, 0,2; Fe SO4 7H2 O, 0,01; pH 7), al que se añadieron distintas combinaciones de fuentes de carbono (C) y nitrógeno (N). Se establecieron cinco condiciones experimentales: (1) DIC (0,05 g/L) como única fuente de C, con (NH4)2SO4 (4 g/L) como fuente de N; (2) DIC como única fuente de N, con glucosa (1 g/L) como fuente de C; (3) DIC como única fuente de C y N; (4) co-metabolismo de C, con DIC y glucosa y (NH4)2SO4 como fuente de N; y (5) control con glucosa y (NH4)2SO4 como fuentes convencionales de C y N, respectivamente. Luego de una incubación de 5 días a 30°C y 180 rpm, se evaluó el crecimiento microbiano mediante peso seco, el consumo de glucosa y amonio utilizando kits comerciales, y la concentración de DIC mediante HPLC. El análisis de biomasa reveló crecimiento únicamente en el control. En cuanto al consumo de amonio, se observó una reducción del 20% tanto en el control como en el cultivo de la cepa Z2 en presencia de (NH4)2SO4, glucosa y DIC. La cepa E5N50 mostró una remoción de DIC inferior al 10% en todas las condiciones ensayadas. Por el contrario, la cepa Z2 demostró una notable capacidad para remover DIC en presencia de glucosa, alcanzando un 88% de remoción cuando el medio contenía además (NH4)2SO4 y un 64% cuando este compuesto estaba ausente. Estos resultados evidencian una capacidad diferencial de degradación de DIC entre las cepas de Streptomyces estudiadas, destacando Z2 como la candidata con mayor potencial para estrategias de bioremediación de compuestos orgánicos persistentes como el DIC.