Estudio y utilización de actinomycetes para degradar plaguicidas

BENIMELI, CLAUDIA SUSANA; POLTI, MARTA ALEJANDRA; ALVAREZ, ANALÍA; CUOZZO, SERGIO ANTONIO; FUENTES, MARÍA SOLEDAD; SÁEZ, JULIANA MARÍA; APARICIO, JUAN DANIEL; AMOROSO, MARIA JULIA

Buenos Aires

Taller; Primer Taller Internacional de Biorremediación PRITIBIO; 2013

Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires.

El empleo sistemático de plaguicidas ha supuesto, sin lugar a dudas, una gran mejora en la calidad de vida de los pueblos. No obstante, y pese a los espectaculares resultados que se consiguieron al comienzo de su empleo en forma intensiva, se produjeron otros problemas al observarse que la aplicación masiva e indiscriminada de estos productos conducía a efectos adversos sobre la salud humana, el medio ambiente, e incluso sobre la efectividad del producto. Entre los diferentes grupos de plaguicidas utilizados se encuentran los organoclorados (POs), que agrupan un número considerable de compuestos sintéticos cuya estructura química corresponde en general a la de hidrocarburos clorados. El uso de los mismos por más de medio siglo, permitió su ingreso en los cursos hidrográficos y su acumulación en suelos y sedimentos. Dado que la toxicidad, acumulación y persistencia de los POs está perfectamente documentada, es necesario el desarrollo de estrategias para biorremediar los sitios impactados. En razón de lo mencionado, en los últimos años se ha puesto especial énfasis en la biorremediación de plaguicidas mediante el uso de organismos vivos o partes de ellos. Las actinobacterias son bacterias Gram (+) muy abundantes en la naturaleza y tienen un importante rol ecológico en el reciclado de POs, debido a su diversidad metabólica y a su capacidad para actuar sobre diferentes sustratos. Existen publicaciones que demuestran que las actinobacterias presentan capacidad para degradar diferentes plaguicidas tales como lindano, clordano, metoxicloro, clorpirifos, diurón y pentaclorofenol. El objetivo del presente trabajo es optimizar los procesos de biorremediación de plaguicidas organoclorados, empleando actinobacterias autóctonas aisladas de sitios contaminados. A partir de muestras de sedimentos y suelos contaminados con plaguicidas organoclorados de las provincias de Tucumán y Santiago del Estero, se aislaron actinobacterias, las cuales fueron identificadas bioquímica y molecularmente como pertenecientes a los géneros Streptomyces y Micromonospora. De todos estos aislamientos se seleccionaron las cepas Streptomyces spp. A2, A5, A11 y M7, en base a la actividad declorinasa específica y a su capacidad para crecer en presencia de lindano y para removerlo del medio de cultivo, obteniéndose porcentajes de remoción comprendidos entre 22 y 37%. El metabolismo cooperativo entre diferentes especies bacterianas es un mecanismo muy difundido en la naturaleza para la degradación de diversos contaminantes orgánicos. Estos mecanismos involucran, por un lado, la complementación de deficiencias metabólicas, y por el otro, metabolismos asociados que degradan en forma cruzada los diferentes metabolitos producidos, logrando así caminos metabólicos más eficientes que los observados en ciertos cultivos puros. En razón de lo mencionado, se desarrolló un cultivo mixto integrado por las cuatro cepas de actinobacterias seleccionadas previamente. Dichos microorganismos no presentaron interacciones negativas cuando se cultivaron enfrentados en medios de cultivo sólidos. Este cultivo mixto fue inoculado en un sistema de suelos estériles contaminados con 1,66 mg L-1 de lindano, observándose una colonización apropiada del sustrato y una remoción del plaguicida del 25%, a partir de los siete días de incubación. El empleo de actinobacterias conjuntamente con especies vegetales, también constituye una buena alternativa para la biorremediación, ya que numerosas plantas estimulan la degradación de xenobióticos mediante la liberación de exudados radiculares (ERs). En este sentido, se evaluó el crecimiento y remoción de lindano por las cuatro cepas de Streptomyces seleccionadas, cultivadas en presencia de plantas de maíz. Se encontró que el vegetal estimula el crecimiento microbiano, alcanzado valores de biomasa entre los 0,55 y 0,43 g/L. Esto se debería a que los ERs liberados están compuestos por proteínas (193,52 ± 16,00 μg/mL), azúcares (0,88 ± 0,02 g/L) y fenoles (0,32 mg EAG/mL), los cuales serian aprovechables por las cepas estudiadas. Por su parte, los valores más elevados de remoción de lindano se obtuvieron en presencia del vegetal, con porcentajes entre 94,11 ± 0,01 y 81,50 ± 3,0. Cuando la planta fue cultivada en medio contaminado, pero sin microorganismos, se registro 88,56 ± 4,15% de remoción, indicando que parte de la misma, obtenida en los ensayos microorganismo-vegetal, se debería a la planta y/o sus productos. De hecho, se detectó en liofilizados de ERs 10,8 ± 0,4 μmol Cl-/ h de actividad especifica de declorinasa, lo que podría contribuir a la declorinación del lindano. Estos resultados indican un accionar conjunto tanto de los consorcios de actinobacterias como del sistema microorganismo-vegetal, por lo que el empleo de los mismos sería una buena estrategia para aplicar en procesos de biorremediación de POs.