Efectos de la variación de medios de cultivo y superficies de crecimiento en las dimensiones de células planctónicas de Pseudomonas aeruginosa, cultivadas en la Estación Espacial Internacional comparadas con células cultivadas en gravedad terrestre.

Abstract

Los biofilms son de gran importancia en ambientes tanto médicos, como industriales pero,¿qué sucede en ambientes espaciales?En la Estación Espacial Internacional (EEI), los biofilms son un gran riesgo para los astronautas, siendo capaces de causar graves enfermedades y además,deteriorar los materiales que la conforman. Las células planctónicas, por su lado, son un riesgo igualmente importante debido a que son células precursoras de biofilms, además de obtener características de resistencia, virulencia y patogenicidad, dependiendo de estresores como falta de oxígeno,de nutrientes o incluso,cambios en la gravedad. Se han propuesto algunas soluciones para el problema de los biofilms, desde el uso de materiales que recubren las superficies,hasta cambios en características o topografía de los sólidos. Teniendo estas soluciones en cuenta, un equipo de BioServe Space Technologies realizó el proyecto de SpaceBiofilms, para el análisis de la masa,grosor,morfología y cambios genéticos de los biofilms,en cada día de cultivo y agregando cupones de diferentes materiales al medio. Las muestras fueron cultivadas en gravedad terrestre (g-terrestre) y microgravedad (micro-g) en la EEI, con el fin de entender si la dinámica de crecimiento cambia según la gravedad. Se utilizaron materiales de interés industrial, como lo son el acero inoxidable (SS316), el acero inoxidable pasivado (p-SS316) y también un material creado por un equipo del MIT impregnado con Lubricante (MIT-LIS). Para estos cultivos, se utilizó el medio de cultivo de Luria Bertani suplementado con nitrato de potasio como último receptor de electrones. Por otro lado, se hicieron cultivos con materiales de interés médico como lo son una membrana de celulosa (Cell memb), Silicona de nivel catéter (Silicone) y Silicona de nivel catéter con patrones de interferencia de láser directos (Silicone-DLIP). Estos materiales de interés médico se pusieron a prueba utilizando el medio de cultivo mAUMg-high Pi, que es un medio modificado de orina artificial suplementado con glucosa y alto en fosfatos. Para el proyecto de Space Biofilms, se analizó el biofilm resultante en cada material presente en los cultivos. Luego de extraer el material de interés de cada cultivo, se obtuvo un medio líquido con células únicamente en su forma planctónica, las cuales fueron enviadas a la Universidad del Valle de Guatemala(UVG),con el fin de obtener información sobre las dinámicas del crecimiento de las células de vida libre, en estas condiciones. Debido a los reportes sobre cambios dimensionales en células planctónicas como respuesta a estrés ambiental (uno de estos,vuelo espacial), se analizó los cambios en el largo y diámetro celular, de las células planctónicas obtenidas del sobrenadante anteriormente mencionado. Estas medidas fueron obtenidas por medio del uso de microscopía de contraste de fases, una cámara digital Moticam 10+ y el programa de análisis FIJI. Además, se hicieron comparaciones estadísticas para identificar qué tratamientos causaron diferencias en las dimensiones celulares, por medio de pruebas de Kruskal-Wallis y de Dunn. Los análisis de estos cambios, pueden ser indicadores de exposición a diferentes tipos de estrés, así como también pueden ser indicadoras del momento de vida de la bacteria. Esta investigación podría ayudar a entender las dinámicas de crecimiento de P. aeruginosa en condiciones espaciales, además de aportar al entendimiento de la relación entre el largo y diámetro celular, y su entorno. Finalmente, se logró encontrar que sí existe una diferencia significativa entre cultivos de células planctónicas con diferentes materiales, ya sea en gravedad terrestre como en microgravedad. Además, el largo y diámetro celular cambia respecto a los días del cultivo y también respecto a la gravedad. Se encontró una tendencia a tener un mayor largo y diámetro celular en cultivos en gravedad terrestre y una posible dinámica celular distinta, que pudo ser causada por el medio de cultivo utilizado. (A)