El descobriment de nous antioxidants extrets de fonts naturals, com ara plantes i microorganismes, desperta gran interés en la indústria farmacèutica i alimentària amb la finalitat de combatre l'estrés oxidatiu, associat a diverses malalties, entre elles l'Alzheimer, la hipertensió i el càncer. En aquesta línia, una investigació desenvolupada en el si del Parc Científic de la Universitat de València, on han col·laborat el coneixement científic i les tecnologies de diversos instituts d'investigació i empreses innovadores, apunta a alguns ceps de les comunitats bacterianes que creixen en les plaques solars com a potencials antioxidants i protectors contra la radiació ultraviolada.
“L'objectiu general era augmentar el coneixement sobre les comunitats bacterianes que viuen en superfícies artificials en condicions extremes, de tal manera que puguem entendre els mecanismes moleculars que fan possible la seua supervivència i aplicar aquests coneixements per a desenvolupar aplicacions biotecnològiques", explica Manel Porcar, investigador principal del projecte HELIOS, de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio, UV-CSIC), i president de Darwin Bioprospecting Excellence.
"Partim de la idea que els bacteris que creixen en ambients amb elevada radiació solar i dessecació tenen diverses estratègies per a combatre les extremes condicions a les quals estan exposades. Aquestes adaptacions inclouen eficients sistemes de reparació d'ADN, producció de pigments i protecció enfront de l'estrés oxidatiu", assenyala Kristie Tanner, coordinadora de projectes d'R+D de Darwin Bioprospecting Excellence. "Per aquest motiu, vam decidir estudiar les comunitats microbianes que habiten en les superfícies de 6 panells solars situats en la Facultat d'Economia de la Universitat de València”.
En l'estudi, l'ús del nematode Caenorhabditis elegans com a model animal d'avaluació va ser clau per a un ràpid escrutini in vivo de l'activitat biològica dels bacteris candidats. “S'utilitza en investigació des de fa més de 40 anys, sent un dels animals millor descrits en biologia. En ADM Biopolis aquest nematode ens permet avaluar la funcionalitat de diferents ingredients, com a extractes de plantes, probiòtics o fins i tot fàrmacs”, assenyala Patricia Martorell, cap de Laboratori de Biologia Cel·lular de la biotecnològica.
D'esquerra a dreta: María Jesús Rodríguez (IATA-CSIC), Patricia Martorell (ADM Biopolis), Manel Porcar (I2SysBio i Darwin Bioprospecting Excellence) i Kristie Tanner (Darwin Bioprospecting Excellence). Font: FPCUV
En aquest cas, per a avaluar un alt nombre de mostres, es va utilitzar un innovador sistema automatitzat disponible en ADM Biopolis que permet realitzar mesuraments biològics simultàniament amb un elevat nombre de mostres. Aquests assajos van mostrar que tres dels microorganismes de l'estudi tenien major poder antioxidant que la vitamina C. Es tracta de Planomicrobium sp., Rhodobacter sp. i Bacillus sp. A més, el model de C. elegans també es va usar per a confirmar l'efecte protector dels microorganismes contra radiació ultraviolada, especialment dels dos primers.
“Ens va cridar l'atenció que aquests bacteris presenten una pigmentació roja, taronja o groga, la qual cosa està vinculat a la producció de carotenoides. Es demostra, per tant, una vegada més, que aquests pigments naturals poden jugar un paper important en la protecció contra la nociva radiació ionitzant i l'estrés oxidatiu”, apunten els investigadors de l'Institut d'Agroquímica i Tecnologia dels Aliments (CSIC) Lorenzo Zacarías i María Jesús Rodrigo, especialistes en l'estudi de carotenoides.
En conclusió, l'equip investigador apunta que l'elaboració d'extractes d'aquests bacteris seleccionats o combinacions artificials dels seus components actius podria ser útil per al disseny de nous tractaments contra malalties on l'estrés oxidatiu juga un paper crucial. La investigació ha sigut publicada en la revista científic Frontiers in Microbiology.