En agosto de 2014, toxinas de la proliferación de algas en el lago Erie cerraron la ciudad de Toledo, El suministro de agua de Ohio, dejando a medio millón de habitantes sin agua potable durante más de dos días. Un nuevo estudio del que fueron coautores los investigadores de la Universidad de Tennessee, Knoxville, muestra que un virus puede haber estado involucrado en la crisis y sugiere métodos para un control más estricto de los suministros de agua.

Steven Wilhelm, Profesor Kenneth y Blaire Mossman de Microbiología, junto con los estudiantes graduados de UT Joshua Stough y Lauren Krausfeldt, trabajó con un equipo de 25 investigadores para examinar los rasgos fisiológicos de Microcystis, el organismo cianobacteriano responsable de la proliferación de algas en forma de espuma en el lago Erie. Descubrieron que era consistente con las floraciones de algas de 2012 y 2013, excepto por una cosa:las células de Microcystis tenían una infección viral. Típicamente, las toxinas de las floraciones de algas quedan atrapadas dentro de la célula hasta que la célula muere. Pero las infecciones por virus pueden hacer que las células se abran, filtrar la toxina en el agua y, posteriormente, en las tuberías de entrada de las instalaciones de agua y en los centros de tratamiento.

Los virus analizados en el estudio infectan solo bacterias y no infectan a los humanos.

"El estudio cambia la forma en que pensamos sobre cómo la toxina se mueve alrededor de los sistemas acuáticos y llega a los suministros de agua, "dijo Wilhelm, quien ha trabajado en el lago Erie desde 1997. "Puede ayudarnos a comprender cómo estos organismos persisten en la naturaleza".

El estudio fue publicado recientemente en la revista Ciencia y Tecnología Ambiental .

Los coautores incluyen a Morgan Steffen de la Universidad James Madison, quien comenzó el trabajo mientras hacía la transición de sus estudios de doctorado en microbiología en la UT; Tim Davis del Laboratorio de Investigación Ambiental de los Grandes Lagos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica; Michael McKay de Bowling Green State University; y Gregory Dick de la Universidad de Michigan.

Los científicos documentaron la infección viral secuenciando el ARN de las muestras de agua de Toledo. Utilizaron modelos matemáticos por computadora para simular cómo las floraciones de algas se movían a través del agua:se usaron imágenes de satélite para señalar dónde se ubicaban las floraciones en ciertos días, y los modelos informáticos llenaron los vacíos intermedios.

"Lo más importante que estamos aprendiendo es que hay fuentes disueltas y particuladas de la toxina, ", Dijo Wilhelm." Históricamente pensamos que una toxina está atrapada en la célula. En este estudio, hemos identificado una forma de que la toxina pase de la fase particulada a la disuelta ".

"Partículas" es un término que se usa para describir cualquier cosa más grande que una celda, algo que comúnmente se recolecta en un filtro. Se considera disuelto una vez que puede deslizarse a través del filtro.

El hallazgo justifica la necesidad de que los científicos y los municipios monitoreen la toxina de manera diferente a como lo han hecho tradicionalmente, observando la fase disuelta o libre de células en lugar de solo la etapa de partículas. Dijo Wilhelm. Esto permitiría a las autoridades de gestión del agua detectar mejor la toxina antes de que se propague por el suministro de agua.

"Hay formas de hacer la fase disuelta, pero son engorrosos y no suelen estar a cargo de la mayoría de las agencias de supervisión, ", dijo." Este estudio enfatiza la necesidad de hacer eso ".

Los siguientes pasos incluyen examinar si las infecciones virales juegan un papel en el control de la población de algas tóxicas y continuar los estudios sobre los nutrientes que estas células utilizan para crecer. Los científicos ya han hecho una observación novedosa en este estudio, confirmando que las células estaban usando urea como fuente de nitrógeno.

"Nos está haciendo reevaluar cómo los nutrientes pueden dar forma a las comunidades microbianas, "Dijo Wilhelm.

Los investigadores todavía están tratando de entender por qué las floraciones de algas han crecido de forma explosiva desde la década de 1990 en masas de agua de todo el país y el mundo.

"Las floraciones de algas están creciendo en intensidad, severidad y frecuencia, y estamos tratando de entender por qué ", Dijo Wilhelm." Este estudio es otra pieza del rompecabezas ".