Las bacterias que se encuentran en las aguas residuales podrían ser más útiles de lo que pensamos. Un equipo de ingenieros químicos de la Universidad de California ha demostrado que dos microbios en particular pueden descomponer el PFAS clorado que se acumula en las plantas industriales. Es decir, uno de los famosos químicos eternos cuya degradación tarda siglos en completarse.
El PFAS (sustancia de perfluoroalquilo y polifluoroalquilo) es un producto sintético ampliamente utilizado en revestimientos y espumas que resisten el aceite, el calor y el agua. Hay varios tipos, pero todos han demostrado causar efectos nocivos en la salud como daño hepático, cáncer, trastornos del sistema inmunitario y problemas de desarrollo. Esto debido a que tienen fuertes enlaces carbono-flúor, los cuales les ofrecen una mayor resistencia y una larga duración.
Los científicos han intentado reducir nuestra exposición a los PFAS limitando la cantidad de pescado que se consume, pero esta medida no es útil a largo plazo. Así que una forma de lidiar con esta contaminación, quizás, sería identificar a los microbios que degradan carbono-flúor y usarlos a nuestro favor.
De «químicos permanentes» a simples “químicos”
Como los enlaces de flúor son raros en la naturaleza, se pensaba que los microbios que podían romper los enlaces también eran extremadamente inusuales. Pero los ingenieros de la Universidad de California encontraron una buena población en los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Sus genomas eran los de una Desulfovibrio aminophilus y una Sporomusa sphaeroides, dos especies que se encuentran comúnmente en ambientes acuáticos. Así que el equipo tomó varias muestras para poder estudiar sus cualidades.
Primero, agregaron a estas muestras del lodo tres tipos de PFAS clorados que tenían un número bajo, medio y alto de enlaces carbono-cloro, más vulnerables a la biodegradación que los enlaces flúor. Y luego, mezclaron este químico eterno con metanol para alimentar a los microbios presentes.
Después de 84 días en condiciones de poco oxígeno, el 10% de los enlaces de flúor en el grupo bajo se habían degradado, al igual que el 20% en el grupo medio y alrededor del 80% en el grupo alto.
“Las bacterias no rompen directamente el fuerte enlace carbono-flúor. En realidad, rompen los enlaces más débiles entre el carbono y el cloro. Luego reemplazan el cloro con un grupo de oxígeno e hidrógeno, lo que desestabiliza la molécula y hace que sea más probable que se rompa el enlace del flúor”.
Yujie Men, ingeniera química en la Universidad de California
Esto apunta a una posible forma de hacer más biodegradables estos compuestos.
¿Microbios vs. PFAS?
Aunque el equipo halló solo dos bacterias masticadoras, ellos consideran que microbios similares podrían estar descomponiendo PFAS clorados en otros lugares. ¿Qué quiere decir esto? Pues que podrían haber colonias enteras de microbios capaces de convertir los “químicos eternos” en simples “químicos”.
El hallazgo de este estudio es, grosso modo, el hecho de descubrir que ambos tipos de bacterias podían realizar una dicloración reductora hidrolítica y eliminatoria. Básicamente, el primer paso hacia la desfluoración de PFAS.
Los investigadores sugieren que la razón por la que las bacterias actuaron sobre las PFAS fue porque lograron transferir genes que codificaban la degradación de las enzimas presentes en este químico eterno. No obstante, descomponer una sustancia así de contaminante no es tarea fácil.
Por tal motivo, el equipo de investigación planea continuar probando las bacterias para ver si pueden desarrollarse en un entorno que permita descomponer las PFAS de forma eficiente y segura. De tener éxito, quizás podrían diseñarse alternativas a las PFAS que se biodegraden más fácilmente al incorporar más de estos «puntos débiles» del cloro.
Sin embargo, dichas moléculas también tendrían que analizarse para asegurarse de que no sean tóxicas. Así que, de momento, solo podemos asegurar una cosa: en las aguas residuales hay microbios capaces de descomponer químicos eternos.
Referencias:
Substantial defluorination of polychlorofluorocarboxylic acids triggered by anaerobic microbial hydrolytic dechlorination https://doi.org/10.1038/s44221-023-00077-6
