Esquema cin¨¦tico de la Foto-inactivaci¨®n y Reparaci¨®n de Escherichia col

A. TROMBERT, H. IRAZOQUI, F. ZALAZAR Y C. MARTÍN

Tandil, Buenos Aires

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoqu¨ªmica y Qu¨ªmica Inorg¨¢nica; 2007

, ¡°i, , Tandil, Abril de 2007.Desde hace un cierto tiempo, en determinadas aplicaciones tales como la desinfecci¨®n en el tratamiento de aguas residuales o en procesos de potabilizaci¨®n, la radiaci¨®n ultravioleta (UV) ha sido propuesta como alternativa al uso de derivados del cloro. Los mecanismos de inactivaci¨®n de los microorganismos por la radiaci¨®n UV son longitud de onda dependientes. El efecto germicida de la radiaci¨®n UV-C y UV-B (220 a 320 nm) es debido fundamentalmente a la absorci¨®n directa de la radiaci¨®n por las bases nitrogenadas del ADN microbiano, experimentando la base heteroc¨ªclica timina reacciones de fotociclizaci¨®n 2¦Ð + 2¦Ð, que culminan con la formaci¨®n de enlaces covalentes (anillo ciclobutano) entre dos timinas adyacentes. Dichas alteraciones a nivel molecular resultan cr¨ªticas, ya que son las responsables de la inhibici¨®n de la capacidad proliferativa de los microorganismos y por lo tanto de la p¨¦rdida de su patogenicidad. Por otro lado, la posibilidad de reactivaci¨®n por diferentes mecanismos como fotorreparaci¨®n o reparaci¨®n a oscuras est¨¢ ¨ªntimamente asociada a la efectividad de la radiaci¨®n UV como m¨¦todo de desinfecci¨®n alternativo. En este trabajo se propone un mecanismo que representa la formaci¨®n de los d¨ªmeros de timina y su posible reversi¨®n por reparaci¨®n enzim¨¢tica a oscuras, esta ¨²ltima mediante un esquema de reacci¨®n del tipo Michaelis-Menten. La expresi¨®n matem¨¢tica derivada del modelo propuesto permite representar ambos fen¨®menos en t¨¦rminos de la concentraci¨®n -intracelular- de los APM (mon¨®meros de pirimidina adyacentes) presentes naturalmente en el ADN, y los PD (d¨ªmeros de pirimidina) formados por efecto de la UV. Estas concentraciones se relacionan con la concentraci¨®n de bacterias (en UFC/mL), que constituye una de las variables medidas experimentalmente. El modelo propuesto se confronta entonces con los resultados de un estudio experimental en un fotorreactor, utilizando Escherichia coli como microorganismo de ensayo y radiaci¨®n de tipo germicida. El an¨¢lisis de resultados y la estimaci¨®n de los par¨¢metros cin¨¦ticos se lleva a cabo utilizando un programa de optimizaci¨®n no lineal de par¨¢metros, basado en el algoritmo de Levenberg-Marquardt.. Las conclusiones del trabajo permiten establecer que, adem¨¢s de existir una buena concordancia num¨¦rica entre datos experimentales y ¡°te¨®ricos¡± predichos por el modelo, este ¨²ltimo representa cualitativamente la ocurrencia de ¡°desviaciones¡± en las curvas dosis-respuesta (hombros, tailing y plateau) ya observadas experimentalmente y reportadas en la literatura.