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Los microbiólogos han resuelto el caso de las medicinas perdidas del Shedd Aquarium

El Acuario Shedd en Chicago se asoció con microbiólogos de la Universidad Northwestern para averiguar por qué la cloroquina seguía desapareciendo del agua en el hábitat de cuarentena.
Agrandar / El Acuario Shedd en Chicago se asoció con microbiólogos de la Universidad Northwestern para averiguar por qué la cloroquina seguía desapareciendo del agua en el hábitat de cuarentena.

Fundada en 1930, Chicago’s Acuario Shedd no es solo una atracción turística popular. Su personal también ayuda en los esfuerzos de conservación en todo el mundo y realiza investigaciones esenciales sobre salud y comportamiento animal, nutrición, genética, filtración acuática y ecología molecular y microbiana. Durante los últimos cuatro años, esos empleados han estado desconcertados por la misteriosa desaparición de un fármaco antiparasitario que se agrega de forma rutinaria al agua en el hábitat de cuarentena del acuario. Ahora, con la ayuda de microbiólogos de la Universidad Northwestern, han resuelto el caso. Los culpables: unos 21 miembros de una familia de microbios que masticaban regularmente la medicina en el agua, según un artículo reciente publicado en la revista Science of the Total Environment.

El Centro de Conservación e Investigación del acuario incluye una División de Ciencia y Cuidado Animal, con un hospital de animales de última generación para monitorear la salud de todos los animales en las exhibiciones y tratarlos según sea necesario. (Si deseas saber cómo realizar una resonancia magnética a una anguila eléctrica, el equipo del centro lo tiene cubierto).

Desde 2015, el centro ha estado trabajando en un proyecto de investigación especial que investiga los microbiomas de los acuarios. Entre otros temas, el proyecto contempla el estudio de comunidades microbianas en biofiltros de acuarios. Estos sistemas acuáticos cerrados pueden volverse tóxicos rápidamente, gracias a los desechos de amoníaco de los peces, y ciertas comunidades microbianas pueden ayudar a mantener esos niveles bajo control. Pero otros microbios son menos beneficiosos, como lo demuestra el caso de la cloroquina faltante.

Cada vez que el Acuario Shedd adquiere nuevos animales, las criaturas se colocan primero en el hábitat de cuarentena para evitar que introduzcan patógenos externos en el entorno cuidadosamente controlado del acuario. Parte de ese proceso implica la administración de fosfato de cloroquina, generalmente agregándolo al agua del hábitat. El personal monitorea regularmente las concentraciones de cloroquina, que es la forma en que notaron que esas concentraciones eran generalmente mucho más bajas de lo esperado, a menudo demasiado bajas para servir como un antiparasitario efectivo.

Aquí aparece la coautora Erica M. Hartmann y sus compañeros detectives microbianos de la Universidad Northwestern. Tomaron muestras del agua del hábitat de cuarentena, así como muestras de hisopos de las paredes y tuberías del hábitat. Llevaron las muestras a su laboratorio para un análisis exhaustivo. En total, contaron unos 754 microbios diferentes que llamaban hogar al hábitat, y el equipo rápidamente supuso que el ladrón de cloroquina estaba entre ellos.

El Grupo de Ecología Molecular y Microbiana de Shedd investiga cómo los microorganismos impactan la salud de los animales y los ecosistemas en entornos naturales y gestionados.
Agrandar / El Grupo de Ecología Molecular y Microbiana de Shedd investiga cómo los microorganismos impactan la salud de los animales y los ecosistemas en entornos naturales y gestionados.

«Hay microbios en el agua, obviamente, pero también hay microbios que se adhieren a los lados de las superficies». dijo Hartmann. «Si alguna vez has tenido un acuario en casa, probablemente hayas notado que la suciedad crece en los costados. La gente a veces agrega caracoles o peces que comen algas para ayudar a limpiar los costados. Por eso, queríamos estudiar lo que había en el agua y lo que estaba atascado a los lados de las superficies «.

A continuación, los investigadores tuvieron que vencer a los sospechosos. Primero, tomaron cultivos de cada microbio y le dieron a cada uno solo cloroquina como alimento. Por desgracia, esos resultados no redujeron tanto el campo. Pero una pista fundamental surgió de su análisis químico de la cloroquina sobrante: faltaba todo el nitrógeno.

«El carbono, el nitrógeno, el oxígeno y el fósforo son necesidades básicas que todo necesita para vivir», dijo Hartmann. «En este caso, parece que los microbios estaban usando el medicamento como fuente de nitrógeno. Cuando examinamos cómo se degradó el medicamento, descubrimos que la parte de la molécula que contenía el nitrógeno había desaparecido. Sería el equivalente a comer sólo los encurtidos de una hamburguesa con queso y dejar el resto atrás «.

Finalmente, Hartmann et al. Pudieron identificar a 21 perpetradores potenciales que florecieron en las tuberías del hábitat, algunos de los cuales no parecen haber sido estudiados previamente. Aún no está claro cuáles de ellos están absorbiendo todo el nitrógeno de la cloroquina, pero al menos el acuario ahora sabe que el problema radica en las tuberías. Desafortunadamente, simplemente enjuagar esas tuberías con regularidad probablemente no solucionará el problema, ya que los microbios se adhieren tenazmente a los lados. Según Hartmann, las tuberías del hábitat deberán limpiarse o posiblemente reemplazarse por completo. Cambiar entre agua dulce y agua de mar también podría ayudar a mantener bajo control las poblaciones microbianas en el futuro.

«En general, nuestros resultados amplían el cuerpo de conocimientos sobre los microbiomas de los acuarios y la degradación de los medicamentos veterinarios, revelando cómo la ecología y la química microbianas pueden integrarse en la gestión futura de los recintos circulantes de agua salada», concluyeron los autores. «Además, estos hallazgos podrían iluminar los fenómenos que ocurren en otros ambientes limitados en nitrógeno cuando se agregan químicos antropogénicos que contienen nitrógeno».

DOI: Ciencia del Medio Ambiente Total, 2021. 10.1016 / j.scitotenv.2021.150532 (Acerca de los DOI).

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