“Mecanismo de Inactivación y Reparación Enzimática de Microorganismos Utilizando Radiación UV-C: Impacto en el Tratamiento de la Contaminación Microbiológica”

TROMBERT, ALEJANDRO; IRAZOQUI, HORACIO; ZALAZAR, FABIÁN; MARTÍN, CARLOS

Mar del Plata, Argentina

Congreso; V Congreso Americano de Física y Química Ambiental; 2008

Sociedad Iberoamericana de Física y Química Ambiental

  La posibilidad de utilizar radiación UV como desinfectante alternativo a los derivados del cloro, no solo emerge como una alternativa tecnológica para los procesos de potabilización de agua, sino que se revela potencialmente válida para otras importantes aplicaciones en el área de la industria alimentaria, piscicultura, tratamiento de efluentes, entre otras.   La capacidad de utilizar UV, sola o con el agregado de oxidantes o fotocatalizadores, para inactivar distintos tipos de microorganismos está suficientemente probada, como así también la no generación de subproductos de la desinfección que puedan afectar la salud (DBP´s). En el caso de la radiación de tipo germicida (UV-C) existe un contraste entre el beneficio de poder utilizarla sola, sin agregado de otros compuestos que luego deban separarse o neutralizarse, con las incertidumbres que genera su (in)capacidad desinfectante residual. A diferencia de otros métodos que provocan la “muerte” del microorganismo mediante lisis celular, la UV-C es absorbida por el ADN desencadenando una serie de complejos procesos químicos como la formación de dímeros de pirimidina, resultando entonces un microorganismo incapaz de reproducirse (inactivado) pero aun con actividad metabólica   En este trabajo se propone un mecanismo “cinético” detallado, que considera tanto la inactivación como la reparación enzimática, y se modelan y obtienen las expresiones matemáticas que lo representan en términos de variables experimentalmente medibles (Unidades Formadoras de Colonias), de manera de poder ser corroborado tanto cuali como cuantitativamente. En un dispositivo experimental diseñado y operado ad hoc  que consiste en un motorreactor, anular respecto a la forma de irradiación pero discontinuo y perfectamente agitado respecto a su forma de operación, se llevaron a cabo experiencias de fotoinactivación seguida de reparación enzimática. El microorganismo elegido como modelo fue la Escherichia coli, utilizando tanto una cepa ATCC convencional como una especie genéticamente modificada, esto último vinculado a la aplicación de modernas técnicas de Biología Molecular (REP-PCR) que permitieron seguir la evolución del daño y reparación de la estructura del ADN bacteriano frente a las distintas etapas del proceso.   Con esta combinación de resultados cualitativos y cuantitativos, se lograron verificar las hipótesis del modelo cinético (existencia de modificaciones en el patrón de ADN y posterior reconstrucción del mismo) y se comparó la evolución cuantitativa de las UFC prevista por el modelo, con los datos experimentales, para finalmente estimar los valores de  los parámetros cinéticos de cada etapa.