Antes de que la crisis del agua de Toledo de 2014 dejara a medio millón de residentes sin agua potable durante tres días, La investigación del Dr. Jason Huntley en la Universidad de Toledo se centró en las bacterias que causan neumonía.

Después de que la floración de algas nocivas provocó el aviso de "No beber" de la ciudad de Toledo, el microbiólogo amplió sus proyectos de investigación para centrarse en la microcistina.

"Yo vivo aqui, y tengo un hijo pequeño, "dijo Huntley, profesor asociado en el Departamento de Microbiología e Inmunología Médica de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Vida de la UT. "No quiero toxinas en el agua, y estoy comprometido a ayudar a la planta de tratamiento de agua a proteger al público ".

El laboratorio de investigación de Huntley logró recientemente un gran progreso en su misión de crear un biofiltro que utiliza bacterias del lago Erie que se encuentran naturalmente en el lago para eliminar la microcistina liberada por las floraciones de algas nocivas del agua potable. reducir o eliminar el uso de cloro y otros productos químicos.

"Hemos identificado grupos de bacterias en el lago Erie que se pueden utilizar para purificar el agua de forma natural. Hasta donde sabemos, estas bacterias no se han utilizado anteriormente para combatir la proliferación de algas nocivas en otras partes del mundo, "Dijo Huntley.

Los microbiólogos aislaron con éxito bacterias del lago Erie que degradan la toxina microcistina conocida como MC-LR, la más tóxica, más común y más estrechamente relacionado con el cáncer de hígado y otras enfermedades, a una tasa diaria de hasta 19 partes por mil millones (ppb).

Los analistas de agua y toxicólogos miden la microcistina y otros contaminantes utilizando la métrica de ppb; una ppb es una parte en mil millones. Estos números de ppb son importantes para la salud humana porque la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Recomienda que los niños pequeños no beban agua que contenga más de 0.3 ppb de microcistina y que los adultos no beban agua que contenga más de 1.6 ppb de microcistina.

"Las bacterias que hemos identificado pueden degradar muchas más toxinas de las que se informó en la crisis del agua de 2014, ", Dijo Huntley." Según los niveles de toxinas registrados en el lago Erie en los últimos años, estas tasas podrían eliminar eficazmente la microcistina de los suministros de agua ".

Ninguno de los 13 aislados bacterianos que degradan microcistina se ha asociado con enfermedades humanas, por lo que es poco probable que su uso en futuros biofiltros purificadores de agua sea un problema de salud pública. Las bacterias identificadas incluyen Flectobacillus major, Pseudomonas lutea, Agrobacterium albertimagni, Leadbetterella byssophila, Pseudomonas putida, Flectobacillus major, Pseudomonas hunanensis, Runella slithyformis, Porphyrobacter sp., Pseudomonas parafulva, Sphingobium yanoikuyae, Pseudomonas fluorescens y Sphingobium yanoikuyae.

La investigación se publica en la edición de febrero de la Revista de investigación de los Grandes Lagos .

Investigadores en Australia, China y otros países también han identificado bacterias que pueden masticar y descomponer la microcistina de las floraciones de algas. sin embargo, Huntley dijo que esos tipos específicos de bacterias no se encontraron en ninguno de sus estudios de Lake Erie.

Se recolectaron trece muestras de agua utilizadas para el estudio de floraciones de algas visibles en los veranos de 2014 y 2015 en la cuenca occidental del lago Erie. Los científicos agregaron MC-LR a cada muestra de agua cada tres o cuatro días durante aproximadamente cuatro semanas, junto con un grupo de control que no recibió MC-LR adicional.

El laboratorio utilizó múltiples enfoques para confirmar los resultados de la degradación de microcistina, incluida la espectrometría de masas y la prueba ELISA, que es el método estándar que utilizan los operadores de plantas de tratamiento de agua para medir la concentración de microcistina durante la temporada de floración de algas.

Su laboratorio está ahora en el proceso de identificar las vías enzimáticas que utilizan las bacterias para descomponer la microcistina.

En la actualidad, Las plantas de tratamiento de agua municipales eliminan o degradan la microcistina utilizando métodos como la cloración, ozonización, adsorción y floculación de carbón activado.

"Esas técnicas no son ideales debido a los altos costos, eficiencias de eliminación limitadas, y conducen a la producción de subproductos nocivos o residuos peligrosos, ", Dijo Huntley." Los biofiltros son una alternativa rentable y segura al uso de productos químicos y otras prácticas convencionales de tratamiento de agua ".

"Estamos muy entusiasmados con la investigación y los hallazgos, "dijo Andrew McClure, administrador de la Planta de Tratamiento de Agua Collins Park de la ciudad de Toledo. "Hemos tenido conversaciones preliminares con el Dr. Huntley sobre las formas en que podemos implementarlo como técnica de tratamiento en el proceso de nuestra planta".

El equipo de Huntley está desarrollando y probando biofiltros, filtros de agua que contienen bacterias especializadas que degradan las toxinas de microcistina del agua del lago a medida que fluye a través del filtro. Huntley tiene una patente provisional sobre esta tecnología.

La investigación fue apoyada por subvenciones del Departamento de Educación Superior de Ohio a través de la Iniciativa de Investigación de Floración de Algas Nocivas del estado, que consta de 54 equipos científicos en universidades de todo el estado que buscan soluciones para abordar las algas tóxicas en el lago Erie.