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H2020

MicroEcoEvol — Resultado resumido

Project ID: 656647
Financiado con arreglo a: H2020-EU.1.3.2.
País: Reino Unido
Dominio: Salud

Control de proliferaciones inoportunas

Unos investigadores de la Unión Europea (UE) han estudiado las proliferaciones de algas en aguas dulces para el control natural de este fenómeno mundial que amenaza a los ecosistemas y la salud humana.
Control de proliferaciones inoportunas
Las proliferaciones de cianobacterias o algas verdeazuladas son un problema mundial, causado por la actividad humana, como la agricultura, y el cambio climático. Constituyen una amenaza para los ecosistemas de agua dulce y también pueden afectar a la salud humana y el turismo, puesto que las cianobacterias producen cianotoxinas que provocan la muerte de muchos organismos o incluso ecosistemas.

La hepatotoxina, que resulta especialmente tóxica, es producida por el género «Microcystis», un elemento que suele ser dominante en las proliferaciones de algas. Se conoce poco sobre la diversidad de la población de «Microcystis», por lo que el proyecto MicroEcoEvol, financiado a través de una beca de investigación de la UE Marie Skłodowska-Curie, investigó en tiempo real la forma en que una población de «Microcystis» respondía al entorno y los factores biológicos del lago Champlain, América del Norte. Paralelamente, los investigadores utilizaron estudios de mesocosmos para observar la dinámica de la proliferación en entornos de laboratorio en los que se podían controlar determinadas variables.

Ecología inversa para la predicción de proliferaciones

Empleando un método de ecología inversa (extrayendo información genómica de entornos para obtener conocimientos novedosos sobre los procesos ecológicos), el equipo determinó por primera vez el potencial de predecir proliferaciones mediante factores biológicos.

«Desde una perspectiva aplicada/académica, utilizamos un método de aprendizaje automático para encontrar biomarcadores de las proliferaciones», destaca el doctor Nicolas Tromas, beneficiario de la beca e investigador principal de MicroEcoEvol.

Los resultados revelaron que los episodios de proliferaciones alteran significativamente la comunidad bacteriana sin reducir la diversidad general, lo cual sugiere que prospera una comunidad microbiana diferente (incluidas bacterias distintas de las cianobacterias) durante la proliferación. «Observamos, asimismo, que la comunidad cambia cíclicamente a lo largo de un año, con patrones que se repiten año tras año», destaca. Esto significa que los datos recogidos de estas comunidades microbianas acuáticas pueden utilizarse para clasificar las proliferaciones y mejorar las predicciones, como las de la composición y la repetibilidad.

Cabe destacar que los investigadores también estudiaron la repercusión de los cianófagos sobre las poblaciones de «Microcystis» utilizando el sistema CRISPR-Cas para determinar el papel que desempeña la terapia de fagos en la interrupción de proliferaciones. La aplicación de cianófagos, unos virus presentes de forma natural que infectan a las cianobacterias, podría ser una forma prometedora de controlar las proliferaciones cianobacterianas.

Datos para otros proyectos importantes sobre proliferaciones

Los brotes de proliferaciones, además de representar una amenaza para los humanos, el ganado, la pesca y la fauna silvestre, resultan extremadamente caros; se estima que tienen un coste de 825 millones de dólares estadounidenses en los Estados Unidos. Resulta preocupante que un número cada vez mayor de plantas de potabilización de aguas de Canadá abastecidas por los Grandes Lagos se consideran ahora en riesgo.

MicroEcoEvol ha aportado la mayor parte de los datos preliminares de un proyecto de 12 millones de dólares estadounidenses, ATRAPP, para encontrar soluciones al problema de las proliferaciones de algas tóxicas en Canadá. «También desarrollamos un nuevo método de análisis de colonias de cianobacterias, que nos permite mejorar nuestra comprensión del microbioma de las cianobacterias», añade el doctor Tromas.

Aprendiendo de las dificultades y hacia el futuro

Desde el punto de vista del doctor Tromas, la beca Marie Curie abrió oportunidades tanto personales como profesionales: «El desarrollo de colaboraciones locales e internacionales fue fundamental para el éxito de este proyecto. Además, mejoré mis habilidades de liderazgo gracias a la supervisión de varios estudiantes universitarios y la organización de varias conferencias y talleres en Montreal y Exeter.

El equipo de MicroEcoEvol se enfrentó a varias dificultades técnicas, en particular a la hora de aislar las cianobacterias y realizar cultivos para los estudios «in situ» del mesocosmos. «Tienes que adaptarte y encontrar soluciones a estos problemas técnicos, ser paciente y, a veces, incluso aceptar que no cumplirás los plazos. La solución consiste en aceptar un fracaso temporal, comprender por qué, generar nuevas ideas y seguir probando», concluye el doctor Tromas. Con este espíritu, aunque ha terminado la financiación, el trabajo del proyecto prosigue con nuevas vías de investigación que se han abierto.

Palabras clave

MicroEcoEvol, cianobacterias, ecosistema, cianófagos, proliferaciones de algas, aprendizaje automático, biomarcador, terapia de fagos
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