9/Jun/04

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Pastoreando microbios en el espacio

Utilizando campos magnéticos, los investigadores auspiciados por la NASA están aprendiendo a pastorear microbios para el beneficio de los astronautas y de la Seguridad Nacional.

(Ciencia@NASA) Los investigadores en la Universidad A&M de Texas auspiciados por la NASA están trabajando sobre un dispositivo prototipo, una especie de perro pastor eléctrico, que será capaz de pastorear a los microbios. El principio es muy simple: las membranas celulares de algunos patógenos están cargadas negativamente. Por lo tanto, los campos eléctricos podrían ser utilizados para meter al corral a las pequeñas bestias.

Los detectores convencionales de microbios trabajan con muy pequeños volúmenes de agua, generalmente entre 10 y 50 millonésimas de litro. Eso puede ser un problema: Si los microbios peligrosos están ampliamente dispersos por el agua —como pueden estarlo en las fases iniciales de infestación— las probabilidades de encontrar microbios en tal pequeña muestra son muy pobres. Escoger una muestra para realizar la prueba que contiene un microbio dañino es una cuestión de suerte.

"La barrera más grande para cualquier agencia —ya sea Seguridad Nacional o para la NASA o para la EPA o cualquier otra— es tener que monitorear una gran cantidad de agua [para pequeñas cantidades de microbios]", indica Suresh Pillai de Texas A&M.

Pillai y su colaborador, el profesor en ingeniería de la Texas A&M Ali Beskok, han recibido recientemente una beca de la Oficina de la NASA de Investigaciones Biológicas y Físicas para resolver este problema.

El aparato que Pillai y Beskok están diseñando para la NASA utilizará electrodos cargados positivamente para atraer a las bacterias. La "bolsa" membranosa que separa los órganos internos de una bacteria del mundo exterior está hecha de algún tipo de molécula grasa. Embebida en esta membrana existen una gran cantidad de moléculas mayores de proteínas y carbohidratos que controlan la interacción del microbio con el mundo exterior. Estas moléculas embebidas tienen cada una de ellas un patrón distintivo de regiones cargadas positiva y negativamente en sus superficies. Para los niveles de pH (esto es, acidez) típicos del agua que bebemos, la carga neta de estas moléculas embebidas es por lo general ligeramente negativa, por lo que serán conducidas a un electrodo cargado positivamente.

Su dispositivo canalizaría alrededor de 5 litros de agua reciclada por hora a través de cientos de tubos paralelos, cada uno de sólo un cuarto de milímetro de ancho. El pequeño tamaño de estos tubos asegura que cualquier microbio presente en el agua pasará por el electrodo positivo que recubre la pared del tubo y será atrapado en él. Ocasionalmente, el electrodo es desconectado y los microbios recolectados son vaciados en un segundo aparato similar que los concentra más aún. Después de un nuevo paso de reducción de volumen, la mayoría de los virus y de las bacterias de docenas de litros de agua son acorralados en un mililitro de agua —una pequeñez— que entonces puede ser automáticamente analizada para ver si contiene especies peligrosas.

El dispositivo debería de ser capaz de capturar más del 90% de los microbios que pasan a través de él, dice Pillai.