El arsénico es el principal contaminante de agua dulce del planeta, afecta a millones de personas en todo el mundo y causa un número incalculable de muertes cada año. Eliminar el arsénico del agua subterránea y del agua dulce es un desafío importante que aún enfrentan los científicos y los legisladores. Ahora, un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv publicado en Comunicaciones de la naturaleza arroja luz sobre un modelo biológico único de desintoxicación de arsénico.

Según la nueva investigación, los Entotheonella bacteria que habita en el Theonella swinhoei La esponja es uno de los únicos casos conocidos de una bacteria que protege a su huésped del envenenamiento por metales. Entotheonella protege estas esponjas contra los peligros del arsénico y otra toxina común, bario.

"Esta especie de esponja en particular, que se encuentra entre los animales más antiguos que habitan la tierra hoy, es el hogar de una muy diversa, una gran cantidad de microorganismos, "dijo el profesor Micha Ilan del Departamento de Zoología de la Facultad de Ciencias de la Vida de TAU, quien dirigió el estudio. "Estos animales sedentarios evolucionaron para contener un arsenal interno de productos químicos y microbiota asociada para hacer frente a los depredadores y patologías".

Un hallazgo curioso

Mientras estudiaba la biología de la esponja, que habita en el Mar Rojo y el Océano Indo-Pacífico, El profesor Ilan y su colega, el Dr. Boaz Mayzel, descubrieron la curiosa capacidad de estas esponjas para acumular y concentrar un millón de veces más arsénico que el que se encuentra en el agua de mar. Los resultados de ese estudio se publicaron en PLOS One en 2014.

Dr. Ray Keren, también del Departamento de Zoología de TAU y coautor de la nueva investigación con el Dr. Mayzel, sospechaba que una bacteria estaba involucrada en la desintoxicación. En efecto, después de extensas pruebas, Se descubrió que una sola especie bacteriana impulsa la acumulación tanto de arsénico como de bario.

"No solo hemos descubierto que una sola especie bacteriana era el acumulador tanto de arsénico como de bario. También hemos descubierto que esta bacteria mineraliza los elementos tóxicos, transformándolos en productos inertes dentro de sus celdas de manera controlada, "dijo el Dr. Keren." Las tortugas y los gusanos comen esponjas, y aunque están explotando con arsénico, la bacteria los vuelve no tóxicos. Se vuelven biológicamente inertes. Es un modelo biológico muy singular ".

Los científicos de TAU, en colaboración con el Prof.Boaz Pokroy del Technion Institute of Science y la Dra. Sirine Fakra de Advanced Light Source en el Lawrence Berkeley National Lab, aprovechó la tecnología de punta para validar sus hallazgos iniciales, que se obtuvieron utilizando el modo de retrodispersión de un microscopio electrónico de barrido. "El profesor Pokroy tomó una muestra de Entotheonella a la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón dentro de una semana después de ver esa primera imagen, "dijo el Dr. Keren." Ahí, vio que el bario se mineraliza como barita y el arsénico forma picos más pequeños de un mineral desconocido ".

"Más trabajo por hacer"

El análisis de difracción posterior reveló que el mineral, arsénico cristalino, era de hecho arseniato de calcio. El Dr. Fakra luego validó la presencia de estos minerales en condiciones criogénicas bajo cero.

"Para que este método de desintoxicación único sea aplicable a otras situaciones, necesitamos deshacernos de la esponja de alguna manera, ", dijo el profesor Ilan." En otras palabras, hay mucho más trabajo por hacer antes de que nosotros, seres humanos, puede sacar provecho de esto ".

Los investigadores están investigando actualmente el mecanismo que utiliza la bacteria para controlar la mineralización de los elementos. "Una vez que identificamos las enzimas involucradas en el proceso, podemos buscarlos en bacterias en agua contaminada o encontrar una manera de crecer Entotheonella en zonas contaminadas, "dijo el Dr. Keren.