¿Qué son los extremófilos y cómo pueden mejorar mi vida?

Los extremófilos son microorganismos que viven en ambientes extremos, entendiendo por tal a entornos donde la mayoría de las formas de vida no pueden sobrevivir: ambientes con temperaturas extremadamente altas o bajas, alta salinidad, pH extremadamente ácido o alcalino, alta presión o niveles altos de radiación, por ejemplo.

Aunque no podemos atribuir el descubrimiento de estos microorganismos a una única persona, cabe destacar la figura de Thomas D. Brock, quien en la década de los 60 descubrió bacterias termófilas en las fuentes termales del Parque Nacional de Yellowstone, contradiciendo así la idea de que la vida no podía existir en temperaturas tan altas.

Investigaciones posteriores llevaron al descubrimiento de otros tipos de organismos capaces de sobrevivir en condiciones extremas, ampliando nuestra comprensión de la vida y abriendo nuevas áreas de investigación en microbiología. En función del ambiente en el que se encuentren, podemos distinguir varios tipos de extremófilos como, por ejemplo:

• Termófilos e hipertermófilos: los primeros viven en temperaturas muy altas (entre 20ºC y 75ºC) y los hipertermófilos son capaces de soportar temperaturas superiores a los 75ºC.
• Psicrófilos: prosperan en temperaturas extremadamente bajas, superando el punto de congelación del agua, como las que se encuentran en el Ártico y la Antártida.
• Halófilos: caracterizados por habitar en ambientes con altos niveles de salinidad, como salinas o lagos salados.
• Acidófilos: viven en ambientes altamente ácidos, como pueden ser minas de sulfuros o volcanes.
• Alcalófilos: presentes en condiciones muy alcalinas, con pH cercano al 9.
• Barófilos: se encuentran en ambientes de alta presión (líquida o gaseosa), como pueden ser las profundidades del océano.

Importancia de los Extremófilos

Los extremófilos son de gran interés para la ciencia tanto por su capacidad de sobrevivir en condiciones extremas como por su potencial en aplicaciones biotecnológicas. Aparte, los organismos extremófilos son fundamentales en astrobiología porque ofrecen claves sobre las posibilidades de vida en otros planetas o lunas, bajo condiciones extremas que podrían ser similares a las que se encuentran en cuerpos celestes fuera de la Tierra. Su estudio resulta de gran importancia para la búsqueda de vida extraterrestre, ya que sugieren que la vida podría existir en condiciones extremas similares en otros planetas o lunas del sistema solar.

Son varias las mejoras que los extremófilos han aportado a la sociedad, principalmente a través de sus aplicaciones en biotecnología, medicina, y la industria. En el blog de ARQUIMEA te detallamos algunas de las mejoras más significativas:

1. Enzimas Industriales: los extremófilos producen enzimas que funcionan y son resistentes en condiciones extremas, como altas temperaturas, acidez o salinidad,donde las enzimas convencionales fallarían. Un ejemplo de estas enzimas es la Taq polimerasa derivada de la bacteria Thermus aquaticus, esencial en la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Desde su descubrimiento, la PCR es una herramienta fundamental en la biología molecular para amplificar ADN y que se utiliza, entre otras cosas, en pruebas de diagnóstico, incluyendo pruebas de enfermedades como el COVID-19.
2. Tratamiento de residuos y biorremediación: Además, son esenciales para limpiar desechos industriales en lugares contaminados por sustancias químicas o metales pesados.
3. Biotecnología Farmacéutica: se ha descubierto que ciertos extremófilos son capaces de producir compuestos con potenciales propiedades farmacéuticas, siendo utilizados en el desarrollo de nuevos medicamentos, como  antimicrobianos, y agentes anticancerígenos.
4. Astrobiología: conocer y estudiar a los extremófilos ha ayudado indudablemente a entender cómo podría existir vida en otros planetas o lunas con condiciones extremas similares.
5. Alimentos y Agricultura: algunas enzimas de extremófilos son utilizadas con el fin de mejorar la resistencia de los cultivos a condiciones adversas, como la sequía o la salinidad del suelo, permitiendo asegurar la producción de alimentos, en un entorno cada vez más marcado por la acción del cambio climático.
6. Biominería: en la minería, los acidófilos (que prosperan en condiciones ácidas) se emplean en procesos de bioextracción de metales como el cobre, el oro y el uranio a partir de minerales de baja calidad. Esto reduce la necesidad de usar químicos agresivos en el proceso de lixiviación, haciéndolo más ecológico.
7. Producción de biocombustibles: algunas enzimas derivadas de extremófilos se usan en la producción de bioetanol y biogás. Por ejemplo, los  microorganismos termófilos pueden ayudar a descomponer biomasa para convertirla en azúcares fermentables, que luego son utilizados para la producción de etanol o metano.
8. Industria cosmética: las enzimas de los extremófilos son cada vez más empleadas en la industria cosmética debido a su resistencia y estabilidad. Son ideales para productos de cuidado personal que requieren estabilidad a largo plazo y efectividad bajo condiciones extremas, como protectores solares o productos antienvejecimiento.

En resumen, los extremófilos han mejorado varias áreas cruciales para la sociedad, desde la investigación médica y farmacológica hasta la biorremediación ambiental, ofreciendo tecnologías y soluciones capaces de funcionar en condiciones antes consideradas para la vida.

¿Cuál es el futuro de la investigación con extremófilos?

El futuro de la investigación de extremófilos es muy prometedor y se espera que conduzca a los siguientes avances en los sectores anteriormente mencionados:

1. Biotecnología industrial: Las enzimas de extremófilos, por su estabilidad en condiciones extremas, pueden optimizar procesos industriales como la producción de biocombustibles, químicos y alimentos, haciéndolos más sostenibles y menos dependientes de recursos costosos. Esto es debido a que sus características permiten sustituir métodos industriales más agresivos y contaminantes por procesos más ecológicos, lo que conlleva a una mayor eficiencia energética y a una menor generación de residuos. Además, la capacidad de estos microorganismos para producir polímeros naturales en condiciones extremas podría impulsar la creación de bioplásticos y materiales sostenibles, reduciendo la dependencia de plásticos derivados del petróleo y abordando problemas ambientales como la contaminación.
2. Sustentabilidad y biorremediación: Se espera que la biotecnología basada en extremófilos avance en la bioremediación, especialmente en la limpieza de ambientes contaminados por metales pesados, hidrocarburos, o incluso residuos radiactivos. Estos organismos podrían ser utilizados para rehabilitar zonas afectadas por la actividad industrial o desastres ecológicos como incendios.
3. Descubrimiento de nuevos medicamentos: los extremófilos son una fuente potencial de compuestos bioactivos únicos que pueden ser utilizados para el desarrollo de nuevos fármacos. Con la creciente resistencia a los antibióticos, catalogada como una de las principales amenazas de salud pública a la que hemos de hacer frente, la investigación en extremófilos podría proporcionar soluciones vitales para la salud global en forma nuevos antibióticos, antivirales, o tratamientos anticancerígenos.
4. Astrobiología y exploración espacial: estudiar extremófilos resulta fundamental para la astrobiología, permitiendo guiar futuras misiones espaciales en la búsqueda de vida extraterrestre, especialmente en lugares como Marte o las lunas de Júpiter y Saturno.

 

ARQUIMEA y la investigación con extremófilos

ARQUIMEA Research Center, el centro de investigación del grupo ARQUIMEA ubicado en Canarias, cuenta con un orbital dedicado a investigar en el campo de la Biotecnología y que cuenta con una línea de investigación en extremófilos con proyectos de astrobiología, biorremediación de suelos o investigación de nuevos fármacos con su cepario exclusivo.

Además, todos los proyectos de ARQUIMEA Research Center pertenecen al proyecto QCIRCLE, cofinanciado por la Unión Europea y que tiene como objetivo la creación de un centro de excelencia científica en España.

“Financiado por la Unión Europea. No obstante, los puntos de vista y opiniones expresados son responsabilidad exclusiva del autor y no reflejan necesariamente los de la Unión Europea y ni la Unión Europea ni la autoridad que concede la subvención pueden considerarse responsables de los mismos.»