En la búsqueda de eliminar la “eternidad” de los “químicos para siempre”, las bacterias podrían ser nuestras aliadas. La mayoría de las remediaciones de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) implican adsorberlas y atraparlas, pero ciertos microbios pueden romper los fuertes enlaces químicos que permiten que estas sustancias persistan durante tanto tiempo en el medio ambiente. Ahora, un equipo dirigido por la Universidad de Buffalo ha identificado una cepa de bacterias que puede descomponer y transformar al menos tres tipos de PFAS y, quizás aún más crucial, algunos de los subproductos tóxicos del proceso de ruptura de enlaces.
Publicado en la edición de este mes de Science of the Total Environment, el estudio del equipo descubrió que Labrys portucalensis F11 (F11) metaboliza más del 90% del ácido perfluorooctano sulfónico (PFOS) después de un período de exposición de 100 días. El PFOS es uno de los tipos de PFAS más detectados y persistentes y fue designado peligroso por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos el año pasado.
Las bacterias F11 también descompusieron una parte sustancial de dos tipos adicionales de PFAS después de 100 días: el 58% del ácido carboxílico del fluorotelómero 5:3 y el 21% del sulfonato del fluorotelómero 6:2.
“El enlace entre los átomos de carbono y flúor en los PFAS es muy fuerte, por lo que la mayoría de los microbios no pueden usarlo como fuente de energía. La cepa bacteriana F11 desarrolló la capacidad de cortar el flúor y comerse el carbono”, dice la autora correspondiente del estudio, Diana Aga, Ph.D., profesora distinguida de la SUNY y titular de la cátedra Henry M. Woodburn en el Departamento de Química, dentro de la Facultad de Artes y Ciencias de la UB, y directora del Instituto RENEW de la UB.
A diferencia de muchos estudios anteriores sobre bacterias que degradan los PFAS, el estudio de Aga tuvo en cuenta los productos de degradación de cadena más corta, o metabolitos. En algunos casos, F11 incluso eliminó el flúor de estos metabolitos o los descompuso a niveles diminutos e indetectables.
“Muchos estudios anteriores sólo han informado de la degradación de PFAS, pero no de la formación de metabolitos. No sólo hemos tenido en cuenta los subproductos de PFAS, sino que hemos descubierto que algunos de ellos siguen siendo degradados por las bacterias”, afirma la primera autora del estudio, Mindula Wijayahena, estudiante de doctorado en el laboratorio de Aga.
Los PFAS son un grupo de sustancias químicas omnipresentes que se utilizan ampliamente desde los años 50 en todo, desde sartenes antiadherentes hasta materiales contra incendios. No son ni de lejos el alimento preferido de ninguna bacteria, pero algunas de las que viven en suelos contaminados han mutado para descomponer contaminantes orgánicos como los PFAS y así poder utilizar su carbono como fuente de energía.
“Si las bacterias sobreviven en un entorno hostil y contaminado, es probablemente porque se han adaptado a utilizar los contaminantes químicos circundantes como fuente de alimento para no morir de hambre”, afirma Aga. “A través de la evolución, algunas bacterias pueden desarrollar mecanismos eficaces para utilizar los contaminantes químicos que les ayuden a crecer”.
La cepa bacteriana utilizada en este estudio, F11, fue aislada del suelo de un sitio industrial contaminado en Portugal y había demostrado previamente su capacidad para eliminar el flúor de los contaminantes farmacéuticos. Sin embargo, nunca se había probado en PFAS.
Los colaboradores de la Universidad Católica de Portugal colocaron F11 en frascos sellados sin otra fuente de carbono que 10.000 microgramos por litro de PFAS. Tras períodos de incubación de entre 100 y 194 días, las muestras se enviaron a la UB, donde el análisis reveló que F11 había degradado parte de los PFAS. Los niveles elevados de iones de flúor detectados en estas muestras indicaron que F11 había separado los átomos de flúor de los PFAS para que las bacterias pudieran metabolizar los átomos de carbono.
“El enlace carbono-flúor es lo que hace que los PFAS sean tan difíciles de descomponer, por lo que descomponerlos es un paso fundamental. Fundamentalmente, el F11 no solo cortaba el PFOS en trozos más pequeños, sino que también eliminaba el flúor de esos trozos más pequeños”, dice Wijayahena.
Algunos de los metabolitos que quedaron todavía contenían flúor, pero después de estar expuestos al PFOS durante 194 días, el F11 incluso había eliminado el flúor de tres metabolitos del PFOS.
“Como advertencia, podría haber otros metabolitos en estas muestras tan minúsculos que eluden los métodos de detección actuales”, dice Aga.
Fuente: Phys.org.
