Aislamiento y caracterización de bacterias tolerantes a metales pesados provenientes de ambientes contaminados

Abstract

En la ciudad de San Juan Bautista Tuxtepec el crecimiento acelerado de las industrias y la urbanización constante han generado estragos a los ecosistemas, trayendo consigo la contaminación del Río Papaloapan y sus alrededores. Muchos cuerpos de agua presentan altos niveles de contaminación visibles, así como la presencia de microorganismos que pueden ser de importancia clínica y de contaminantes que no son visibles como los metales pesados. Los microorganismos pueden generar procesos adaptativos que les permiten sobrevivir a estas condiciones; dichos procesos podrían servir como un mecanismo de defensa y remoción de contaminantes como los metales pesados. En esta investigación se determinó la tolerancia a metales pesados de tres cepas provenientes de afluentes pertenecientes a la ciudad de Tuxtepec y se utilizaron tanto el crecimiento como la actividad de la enzima Glutatión S-Transferasa (GST) como indicadores de daño. La enzima está ampliamente distribuida entre los microorganismos y posee varias actividades celulares dentro del metabolismo de estos. Las cepas aisladas e identificadas fueron Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus sciuri y Staphylococcus stepanovicii. Los ensayos de tolerancia a los metales mercurio (Hg), cadmio (Cd), cromo (Cr) y plomo (Pb) mostraron que P. aeruginosa toleró los cuatro metales pesados; Staphylococcus sciuri presentó sensibilidad a plomo y Staphylococcus stepanovicii fue la más susceptible al no crecer en cadmio y plomo. Se evaluaron los tiempos óptimos de crecimiento y se determinaron las concentraciones mínimas tolerantes y máximas inhibitorias para poder realizar los análisis bioquímicos de la actividad de GST, los cuales mostraron que P. aeruginosa es capaz de aumentar su actividad enzimática y la tolerancia a plomo en un amplio intervalo de concentraciones (0.24 mM a 1.95 mM), en los cuales presentó crecimiento y actividad de la enzima similar e incluso mayor a la obtenida por la cepa sin el metal. Por su lado, Staphylococcus sciuri presentó crecimiento y actividad de la enzima GST diferencial, destacando su tolerancia a cadmio a las concentraciones 0.12 y 0.75 mM al indicar un aumento en la actividad enzimática con respecto a la cepa sin el metal. Finalmente, Staphylococcus stepanovicii mostró un crecimiento y una actividad enzimática diferencial, siendo capaz de tolerar la exposición a mercurio (0.05 µM) y cromo a concentraciones de 0.12 y 0.75 mM, siendo en esta última donde se observó un aumento significativo en la actividad de la enzima en respuesta a los efectos del metal. Los resultados indican que Pseudomonas aeruginosa podría ser un candidato para la remoción de mercurio, cadmio y cromo, y principalmente de plomo; S. sciuri para cadmio y S. stepanovicii para cromo de ambientes contaminados, utilizando a la enzima Glutatión S-Transferasa como un indicador de daño en los procesos de biorremediación.