La Antártida se destaca como uno de los entornos más duros de la Tierra. En estas condiciones los científicos llevan adelante sus actividades, realizan muestreos mar adentro y extensas caminatas en tierra, con el fin de hallar unos organismos muy particulares: los hongos. Reportados como fuentes de productos naturales novedosos, los investigadores avanzan con interesantes aplicaciones biotecnológicas de estos organismos.

Un cordobés diría “está friazo” o “está helau” para referirse a un día muy frío. A pesar de eso, estos términos no son suficientes para describir el clima en el continente blanco, donde en enero las temperaturas descienden por debajo del umbral de cero. Es que la Antártida presenta un clima extremo que incluye bajas temperaturas, humedad mínima e intensa irradiación solar. Solo una fracción de aproximadamente el 2 % de la superficie continental antártica está formada por zonas terrestres libres de hielo. Las precipitaciones son escasas, y los vientos son fuertes pero variables. A pesar de las difíciles condiciones, los hongos prosperan en estos ecosistemas.

Solo un 2 % de la superficie continental antártica está formada por zonas terrestres libres de hielo; con precipitaciones escasas y vientos fuertes pero variables. A pesar de las difíciles condiciones, los hongos prosperan en estos ecosistemas.

Ya sea macroscópicamente, como se conoce a los “hongos de sombrero”, o microscópicamente, los hongos antárticos son la fuente de diversas investigaciones que realiza parte del grupo de Microbiología ambiental antártica del Instituto Antártico Argentino (IAA) y del Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC) de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires (FFyB – UBA).

Los hongos antárticos son la fuente de diversas investigaciones del grupo de Microbiología ambiental antártica del Instituto Antártico Argentino (IAA) y del Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC) de la FFyB – UBA.

La Base Carlini está situada sobre la costa sur de la caleta Potter, en los 62º14’S 58º40’W, en la península del mismo nombre, sobre la bahía Guardia Nacional, isla 25 de Mayo.

EL MOMENTO SERENDIPIA

Serendipia se refiere al proceso de realizar descubrimientos inesperados y fortuitos en el curso de una investigación. Dicho de otro modo, es encontrar algo valioso en un lugar o momento inesperado. Y coincide con lo expresado por el doctor Lucas Ruberto, quien es jefe del Departamento de Microbiología del Instituto Antártico Argentino e investigador independiente del CONICET en el NANOBIOTEC.

Momento serendipia: Lucas Ruberto, en los cultivos de microorganismos que realizaba, encontró una placa con un hongo. Rememorando la sorpresa, relata: “Este hongo estaba inhibiendo el crecimiento de otros hongos y bacterias que crecían en la misma placa. Entonces, ese hongo producía algún compuesto que limitaba el crecimiento de los demás microorganismos”.

Ruberto nos cuenta sobre el inicio de las investigaciones con hongos antárticos: “Era un día rutinario en el Laboratorio Argentino de Microbiología Ambiental de la Base Carlini en la isla 25 de Mayo, Antártida Argentina. Mientras trabajábamos con suelos contaminados con hidrocarburos”. Y continúa: “Realizamos un cultivo prolongado de bacterias que crecen en estos suelos, con el objetivo de obtener aplicaciones biotecnológicas interesantes para el cuidado del ambiente”. En estos cultivos de microorganismos, Ruberto encontró una placa con un hongo y, como rememorando la sorpresa, relata: “Este hongo estaba inhibiendo el crecimiento de otros hongos y bacterias que crecían en la misma placa. El hongo en cuestión producía algún compuesto que limitaba el crecimiento de los demás microorganismos”.

Se requiere de curiosidad y observación aguda para que esto suceda. Un evento o una simple observación despertó todo un universo de preguntas: ¿qué compuesto produce ese hongo?, ¿cuál es su principio activo?, ¿será un compuesto novedoso?, ¿podría aplicarse a organismos patógenos?, ¿hay otras especies como esta? En este sentido, Ruberto reflexiona: “Fue apasionante, sentimos que estábamos descubriendo la solución a un problema de la humanidad. Después nos dimos cuenta que no era tan así. Pero sí constituyó un punto de partida, un inicio de toda una línea de investigación para el descubrimiento de moléculas novedosas que pueden tener aplicación en salud u otros ámbitos de la tecnología”.

DESCUBRIMIENTOS, NOVEDADES Y RAREZAS DE UN MUNDO INEXPLORADO

Y el momento serendipia se transformó en toda una línea de investigación que abarca el mantenimiento de un cepario, estudio de las enzimas, el descubrimiento de nuevos metabolitos y productos naturales, entre otras cosas.

Luego de obtener la cepa del hongo, Ruberto comenta que lograron identificar a su “caballito de batalla”: la especie predilecta para toda una serie de estudios que se desarrollarían posteriormente y su nombre es: Cadophora malorum.

Luego de obtener la cepa del hongo, lograron identificar a su “caballito de batalla”: la especie predilecta para toda una serie de estudios que se desarrollarían posteriormente: Cadophora malorum.

Placa de cultivo de hongos antárticos provenientes de agua.

La doctora María Martha Martorell, investigadora adjunta del CONICET en el Instituto Antártico Argentino, se dedicó a profundizar en el estudio de este hongo sometiéndolo a diferentes condiciones y realizando extractos. Luego, en colaboración con la doctora Gabriela Cabrera de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, los investigadores pudieron identificar dos compuestos novedosos: la cadophorina A y la B. Ruberto explica: “En principio, pensábamos que estos compuestos novedosos eran los responsables de la actividad antifúngica, después demostramos que, en principio, por sí solos no eran los responsables”, pero aclara: “Tienen capacidad de autoensamblarse formando nanotubos y también pueden unirse a metales, lo que los hace muy prometedores”.

Las propiedades que exhiben las cadophorinas las convierten compuestos prometedores no solo desde un punto de vista químico, sino también en verdaderos tesoros biotecnológicos, con potencial para desarrollar nuevas herramientas en medicina y tecnología.

Ahora bien, ¿prometedores en qué sentido? Es que dos características principales abren nuevos campos de investigación y posibles aplicaciones de estos compuestos, nunca antes reportados. Primero, el comportamiento de unión a metales de las cadophorinas podría tener aplicaciones importantes en áreas como la química supramolecular, que es la rama que estudia cómo las moléculas interactúan y se ensamblan entre sí para formar estructuras más grandes y complejas, pero sin crear nuevos enlaces químicos.

Segundo, la capacidad de estos péptidos para unirse a iones metálicos podría estar relacionada con actividades biológicas significativas, como la acción ionofórica, que implica el transporte de iones a través de membranas celulares. Estas propiedades hacen de las cadophorinas compuestos prometedores no solo desde un punto de vista químico, sino que las convierte en verdaderos tesoros biotecnológicos, con potencial para desarrollar nuevas herramientas en medicina y tecnología.

Nada representa más el imaginario colectivo de la Antártida que esa idea de lejanía y rareza y, por supuesto, los hongos no son la excepción. Al respecto, Martorell revela algo que la dejó desconcertada: “Logramos aislar un hongo de color azul producto de un pigmento desconocido. La situación con este hongo era que al cultivarlo como diferentes colonias dentro de la misma placa cambiaba su color característico azul por el blanco”. Y, aclara: “Intentamos aislar el colorante, pero siempre se degradó. Comprendimos que había una comunicación entre colonias que inhibía la producción del compuesto azul”.

Martorell participó de varias campañas antárticas, en las que realizó aislamientos de hongos provenientes de diferentes especies de algas y nos cuenta lo que le llamó la atención en estos experimentos: “En determinadas especies de algas no lográbamos aislar ningún hongo. ¿Cómo podía ser que no se desarrolle ninguna especie de hongo, ni en la superficie ni de forma endofítica? Lógica consecuencia: generamos extractos de las algas en las que no crecía ningún hongo y de esta forma evidenciamos que presentaban actividad antifúngica”. Esto último representa el primer informe de actividad antifúngica de estas algas y constituyen una fuente prometedora de compuestos para futuras evaluaciones.

Y, aunque este descubrimiento no está relacionado directamente con los hongos, nos deja entrever la amplitud de esta gran área de estudio y nos lleva a preguntarnos cuál es el foco de interés de esta línea de investigación actualmente.

IMPORTANCIA Y DIRECCIÓN DE LA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Consultamos a los investigadores hacia dónde se dirigen sus estudios, ya que al ser un universo tan abarcativo resulta imposible conferir importancia y profundidad a todo, en simultáneo. Ruberto puntualiza: “Los hongos son relevantes en todas partes del mundo. En particular, para nosotros la adaptación de los hongos a climas hostiles representa un mundo por descubrir”. Además, Martorell especifica: “Actualmente estamos enfocados en productos naturales, particularmente metabolitos generados por los hongos, no solamente productos antimicrobianos sino también la producción de metabolitos novedosos, por ejemplo, el descubrimiento de la cadophorina A y la B. Esto último sumado a las enzimas activas en frío”.  Los investigadores suman esfuerzos en identificar estas enzimas debido a que muchos procesos industriales y farmacológicos se llevan a cabo en condiciones de muy bajas temperaturas, esto último sumado a la rareza de este tipo de enzimas.

Reflexiona María Martha Martorell: “Nos enfocamos en una ciencia que no es extractivista, no vamos a explotar un recurso natural de la Antártida, sino que vamos a potenciarlo”.

Y, por último, reflexiona Martorell: “Nos enfocamos en una ciencia que no es extractivista, no vamos a explotar un recurso natural de la Antártida, sino que vamos a potenciarlo”.

DESAFÍOS EN UN SISTEMA CAMBIANTE

No es ninguna novedad que el sistema científico argentino ha pasado por muchas crisis que lo han debilitado, además de los desafíos propios que presenta la ciencia en general. El doctor Ruberto nos dice que el mayor desafío de esta línea de investigación es su continuidad debido al financiamiento, en este sentido advierte: “En el contexto actual es difícil predecir si vamos a lograr financiamiento para continuar con los proyectos”.

Por su parte, Martorell matiza sobre el desafío propio de la disciplina: “Traspasar el estudio ecológico de los hongos a una aplicación biotecnológica, es dificultoso. No solo necesitamos saber qué produce el hongo sino también darle uso a lo que produce. Es decir, el camino desde el laboratorio a la fábrica para la sociedad”.

Los científicos realizan el muestreo de agua de mar que es el primer paso para poder aislar hongos marinos.

Grupo de investigación en micología antártica. De izquierda a derecha,  Dra. María Martha Martorell,  Dra. Patricia Peralta, Lic. Enzo Pereyra, Dr.  Lucas Ruberto. 

¿QUÉ SE NECESITA?

Desde la planificación que demanda unos cuantos meses previos al viaje, la logística de enviar equipos que se van a utilizar mucho después y la obligación de ponerle pausa a la vida en el continente durante varios meses, son algunos de los desafíos que enfrentan los científicos en la Antártida. Preguntamos, también, qué requisitos debe reunir un interesado en sumarse a esta línea de investigación, a la becaria posdoctoral del CONICET, la doctora Patricia Peralta: “Necesitamos micólogos a quienes les apasione encontrar nuevas especies, explorar sus potenciales biotecnológicos, así como profundizar en su ecología. Los hongos tienen muchas opciones para su estudio, son organismos muy poco investigados”. Por último, remata Ruberto: “Es tan basto el mundo de los hongos que cualquier investigador con inquietud por descubrir y por conocer el mundo de los hongos antárticos va a tener su nicho. Les recomiendo traer pasión por la investigación, pasión por los hongos y, especialmente, ganas de trabajar en la Antártida”.

Enzo Pereyra es licenciado en Ciencias Biológicas por la Universidad Nacional de Río Cuarto, Córdoba, doctorando de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA, en el Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC, UBA-CONICET), del grupo de Microbiología Ambiental de Antártida. Se formó en el Curso de Divulgación Científica de FFyB-UBA.

Ver: BIOTECNOLOGÍA PARA AL CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE EN ANTÁRTIDA

Equipo de investigación

Lucas Ruberto es bioquímico y doctor de la Universidad de Buenos Aires, docente autorizado de la Facultad de Farmacia y Bioquímica, jefe del Departamento de Microbiología del Instituto Antártico Argentino (IAA) e investigador independiente del CONICET en el Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC- FFyB – UBA). Jefe de trabajos prácticos de la catedra de Biotecnología (FFyB – UBA).

María Martha Martorell es licenciada en Biotecnología por la Universidad Nacional de Tucumán y doctorada en la misma universidad. Investigadora adjunta del CONICET en el Instituto Antártico Argentino (IAA). Docente de la catedra de Biotecnología (FFyB – UBA).

Patricia Peralta es licenciada en Biotecnología por la Universidad Nacional de Tucumán, becaria posdoctoral del CONICET en el Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC- FFyB – UBA).

Enzo Pereyra es licenciado en Ciencias Biológicas por la Universidad Nacional de Rio Cuarto, Córdoba, becario doctoral de CONICET en el Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC- FFyB – UBA).

Fuentes

Studies toward the comprehension of fungal-macroalgae interaction in cold marine regions from a biotechnological perspective. M.M. Martorell, M. Lannert, C.V. Matula, M.L. Quartino, L.I.C. de Figueroa, WP Mac Cormack, L.A.M. Ruberto. Fungal Biology, Volume 125, Issue 3,2021, pp. 218-230,ISSN 1878-6146. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2020.11.003

Cyclic heptapeptides with metal binding properties isolated from the fungus Cadophora malorum from Antarctic soil. Donalle, G.C., Martorell, M.M., Siless, G.E. et al. Nat. Prod. Bioprospect. 12, 26 (2022). https://doi.org/10.1007/s13659-022-00348-x