HAN ENCONTRADO VIDA en casi cada rincón de la Tierra que ha sido explorado, desde el hielo de las profundidades antárticas hasta los respiraderos térmicos supercalientes que yacen bajo el fondo del mar. Todos esos seres resistentes —“extremófilos”, como los llaman los científicos— han hallado medios increíbles para prosperar en ambientes que hace apenas unas cuantas décadas los biólogos habrían considerado inhóspitos para cualquier forma de vida.
Ahora, un equipo de científicos emprendedores espera volver menos tóxico nuestro mundo usando las herramientas que han desarrollado esos microbios para sobrevivir en los géiseres y manantiales calientes del Parque Nacional Yellowstone, donde viven en ácido sulfúrico hirviente. CinderBio, compañía californiana que trabaja en la incubadora de startups SkyDeck, de la Universidad de California, Berkeley, pretende sustituir parte de los agresivos químicos industriales con enzimas de extremófilos, las “máquinas” diminutas que encontramos dentro de cada célula y que sirven para acelerar reacciones químicas, como descomponer proteínas para digerirlas.
“Imagina cualquier proceso celular; hay una enzima para eso”, dice Jill Fuss, biofísica y cofundadora de CinderBio. “Así que buscamos enzimas naturales que hagan las cosas que queremos”. Las enzimas no están vivas y no pueden reproducirse, pero pueden trabajar incluso fuera de la célula.
Los humanos han usado enzimas desde hace miles de años. Cuando los griegos y los romanos utilizaban levadura para producir alcohol, lo que hacían era aprovechar las diminutas enzimas que contienen las células de la levadura. Pero fue hasta el siglo XX cuando los científicos encontraron la manera de fabricar enzimas para usarlas individualmente por sus propiedades específicas. En 1914, el químico alemán Otto Röhm, quien después inventaría el plexiglás, patentó el primer detergente enzimático para lavandería luego de experimentar con enzimas del aparato digestivo de animales. Se dice que las amas de casa se mostraron tan escépticas del paquetito que contenía el Burnus de Röhm que, para poder comercializarlo, hubo que reformular el detergente para presentarlo en una caja más grande.
Las enzimas revolucionaron después la industria azucarera, permitiendo que los científicos alimentarios transformaran maíz en el omnipresente jarabe de maíz de alta fructosa, más barato y dulce que los azúcares de caña. Hoy día, las enzimas industriales se usan en todo, desde auxiliares en la fermentación de cerveza hasta suavizantes en el proceso de panificación. También suelen utilizarse en alimentos para animales, ayudando a la digestión del ganado para proporcionar la mayor nutrición posible. Las enzimas representan una industria de 4200 millones de dólares, y se espera que siga creciendo a un ritmo anual de 7 por ciento, conforme los científicos encuentren más enzimas y las apliquen a nuevas situaciones. Estudia atentamente tus limpiadores domésticos y removedores de olores, y verás que muchos de ellos contienen enzimas.
Aunque esas aplicaciones han sido de gran importancia, han estado limitadas por las condiciones en que actúan la mayor parte de las enzimas: las células animales que viven en temperaturas como las nuestras albergan —en términos químicos— aburridos “mesófilos”. Por ejemplo, la limpieza suele requerir de agua muy pero muy caliente, donde los microbios no pueden sobrevivir. Y eso significa que las técnicas enzimáticas actuales tampoco funcionan a gran temperatura. La diferencia con las enzimas de CinderBio es que actúan sólo a temperaturas extremadamente elevadas: entre 50 y 105 grados centígrados, por arriba del punto de ebullición, y muy por arriba de lo que pueden soportar los mesófilos. Y como han evolucionado en los estanques sulfúricos de Yellowstone, siguen funcionando aunque estén sumergidas en un líquido tan tóxico como el ácido de baterías. Eso las vuelve idóneas para aplicaciones industriales donde es común que haya mucho calor y acidez.
CinderBio engaña a los microbios para que produzcan cientos de miles de veces más enzimas de las que necesitan y, luego, las cosecha. Una de las primeras aplicaciones ha sido reemplazar los abrasivos limpiadores químicos, que hacen cosas como romper proteínas para facilitar su limpieza. “¿Recuerdas esa sensación resbalosa en las manos cuando tocas los blanqueadores? Son las proteínas de tus manos, que están descomponiéndose”, explica Fuss.
Los limpiadores químicos tienen varios inconvenientes, y uno de ellos es que dañan tus dedos. Las moléculas limpiadores tienen que rebotar en una solución como si fueran pelotas en una tómbola de lotería, golpeando una cadena de proteína y haciéndola pedazos químicamente. Es un proceso lento y aleatorio. Además, la molécula de limpieza sólo funciona una vez, y después agota su carga química. En cambio, una enzima busca y se liga a las cadenas de proteína como si fueran espaguetis y desciende por la cadena cortándola en pedacitos. “En esencia, son como tijeras”, dice Fuss.
La compañía hizo sus primeras pruebas de producto en una cremería, donde procesan y embotellan lácteos. Descubrieron que al usar las enzimas, la cremería redujo en 30 por ciento la cantidad de agua que necesitaba para limpiar la leche de sus tanques y tuberías, y aceleró el proceso hasta en 25 por ciento. “Limpiamos más rápido y mejor”, dice Steven Yannone, bioquímico y CEO de CinderBio, quien espera mejoras aún mayores una vez que la compañía perfeccione el producto. Y una sola enzima puede descomponer millones de enlaces antes de dejar de actuar, lo que le confiere una enorme ventaja respecto de los limpiadores químicos.
Más aún: el proceso de producir y usar enzimas es mucho más verde que el de los limpiadores químicos. “Muchos de los químicos y otras cosas que usamos en la vida cotidiana no existían hasta hace un siglo. Piénsalo en términos del tiempo evolutivo, y verás que el planeta y todo lo que vive en él sabe responder a las biomoléculas”, dice Yannone.
Cuando las enzimas de CinderBio acaban su trabajo, se vuelven simples moléculas orgánicas, listas para ser consumidas por otros microbios. Y las enzimas permanecen inactivas a casi todas las temperaturas del planeta, activándose sólo cuando encuentran una temperatura que supera los 50 grados centígrados. Eso significa que son perfectamente seguras si terminan en un río o en el agua utilizada en cultivos.
Ryan Bethencourt, director de programas y socio de IndieBio, es un inversionista en el espacio biotecnológico y percibe un potencial enorme en la tecnología enzimática. “Creo que, en cinco o diez años a lo sumo, las grandes corporaciones migrarán a la limpieza industrial verde, no sólo por el ambiente, sino también por sus utilidades —dice—. La biología es verde y, en gran escala, sería increíblemente rentable: el costo de ventas representaría poco más que el agua azucarada que hace falta para activar estas enzimas”.
Fuss agrega que CinderBio está buscando clientes y socios, pero también percibe una amplia gama de aplicaciones posibles que van más allá de la limpieza, en industrias como textiles y pasta de papel. El camino desde los bullentes estanques azufrosos de Yellowstone hasta la industria parece increíble, pero tal vez no debamos sorprendernos, dice Fuss, porque “la biología ha trabajado de esta manera desde hace 3000 millones de años”.
—
Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek
