Caracterización microscópica de la oxidación de manganeso y la formación de biofilms en bacterias de interés biotecnológico

SERRA DO; CIANCIO L; GOTTIG N; PIAZZA A; OTTADO J

Buenos Aires

Congreso; XIV Congreso Argentino de Microbiología General (XIV SAMIGE); 2019

Introducción y Objetivos: La relación entre el proceso de formación de biofilms y de oxidación de Mn enbacterias no ha sido profundizada hasta el momento y, sin embargo, se considera un enfoque clave para tratarde optimizar los procesos de filtración biológica utilizados en la remoción del metal. Los biofilms demacrocolonias en placas de agar, representan un modelo muy valioso para el estudio de biofilms dado quemuestran un nivel de organización muy alto. Asimismo, pueden adoptar morfologías complejas que dependende la producción de exopolisacáridos (EPS) específicos y esta relación es utilizada como el principio de losensayos de morfología de macrocolonia en agar. Los mismos aprovechan la capacidad que tienen los colorantes como el Rojo Congo (RC), el Calcoflúor (CF) y la Tioflavina-S (TS) que se agregan al medio de agar, y que tiñenlos EPS, sin influenciar el crecimiento o la morfogénesis del biofilm. Por otro lado, es posible estudiar laanatomía de la macrocolonia a partir de la combinación de crioseccionamiento (cortes finos a través de lamacrocolonia) y microscopía. En este trabajo se utilizó el modelo de biofilm de macrocolonias en la cepa MOB-181 con el objetivo de vincular los procesos de formación de biofilms y de oxidación de Mn. Esta bacteria esmuy versátil, con capacidad de oxidar Mn en un amplio rango de temperaturas, en diversos medios de cultivo yen presencia de otros metales. Por otro lado, muestra una excelente capacidad formadora de biofilms,incrementada en presencia de Mn. Esta propiedad es esencial para colonizar los filtros de remoción y paraevitar la pérdida o eliminación por lavado de los mismos.Materiales y Métodos: Ensayos de morfología de macrocolonia en agar. Crioseccionamiento (cortes finos através de la macrocolonia) y microscopía.Resultados: Las microscopías obtenidas de las criosecciones de las macrocolonias crecidas en presencia de Mnmostraron que los óxidos de Mn se precipitan y retienen dentro del biofilm y se reconocieron las zonasespecíficas del biofilm capaces de llevar a cabo la oxidación del metal. En la segunda parte del trabajo, se pudodetectar la producción de EPS en biofilms de macrocolonias de MOB-181, luego del cuarto día de crecimiento.Se observó una reacción positiva con cada uno de los colorantes ensayados (RC, CF y TS), indicando ademásque la producción de EPS en MOB-181 es independiente de la presencia o ausencia de Mn en el medio. Sinembargo, se observó que la producción de EPS estaba incrementada en presencia de Mn. Finalmente, gracias alenfoque de crioseccionamiento/microscopía se pudo observar capas diferenciales de células dentro del biofilmde MOB-181 capaces e incapaces de producir EPS.Conclusiones: En este trabajo se demostró por primera vez que las macrocolonias pueden ser muy útiles paraestudiar estos dos procesos en simultáneo. El empleo de estas nuevas técnicas permite tomar dimensión de loque ocurre en el interior de los biofilms, mostrando heterogeneidad con respecto al estado fisiológico de lascélulas que éstos albergan, y permiten tomar conclusiones más precisas de lo que realmente ocurre en unacomunidad microbiana real compleja.