Una levadura modificada convierte la urea en hidroxiapatita, un mineral clave del cuerpo humano y ahora, de la tecnología médica.
La hidroxiapatita es un mineral duro compuesto
principalmente de calcio, fosfato y iones hidroxilo, y constituye el principal
componente de los huesos y los dientes. Debido a su biocompatibilidad, se
utiliza en implantes médicos y odontológicos. Tradicionalmente, producir este
material de forma sintética implica procesos costosos y a menudo contaminantes.
Pero gracias a la biotecnología (y más concretamente a la modificación genética
de organismos como la levadura) ahora es posible obtenerlo de manera más sostenible
a partir de fuentes inusuales, como la orina humana. La urea, un compuesto
presente en la orina, puede descomponerse y transformarse en hidroxiapatita
gracias a estas levaduras diseñadas, abriendo nuevas posibilidades para el
reciclaje biológico y la producción de biomateriales.
Científicos estadounidenses han desarrollado una técnica
pionera que transforma la orina humana en hidroxiapatita, el mineral duro que
compone huesos y dientes. El proceso, respaldado por la agencia DARPA del
ejército de EE.UU., emplea una levadura genéticamente modificada para
descomponer la urea (un componente abundante en la orina) y convertirla en un
material que podría revolucionar la medicina regenerativa, la construcción y
hasta la fabricación de plásticos biodegradables.
El hallazgo fue publicado el 6 de mayo en la revista Nature
Communications. Según los investigadores, el procedimiento tiene un doble
beneficio: por un lado, ayuda a reducir la carga de orina en los sistemas de
tratamiento de aguas residuales, evitando así la contaminación por exceso de
nutrientes; por otro, produce un material valioso para la industria biomédica y
más allá. “Este proceso logra dos objetivos al mismo tiempo”, explicó David
Kisailus, coautor del estudio y profesor de ciencia de materiales e ingeniería
en la Universidad de California, Irvine. “Elimina orina humana de las
corrientes de aguas residuales, mitigando la contaminación ambiental, y produce
un material que puede comercializarse para diversos usos”.
La hidroxiapatita, compuesta de calcio, fosfato e hidroxilo,
se produce de forma natural en el cuerpo mediante células llamadas
osteoblastos. Estas células extraen calcio y fosfato de los fluidos corporales
para formar el mineral. Sin embargo, no se reproducen rápidamente ni sobreviven
mucho tiempo, lo que limita su uso en la producción industrial. A su vez, los
métodos sintéticos actuales suelen ser costosos y generar compuestos tóxicos
intermedios.
Para superar estos obstáculos, los científicos recurrieron a
una levadura probiótica llamada Saccharomyces boulardii, comúnmente
hallada en la piel de frutas tropicales como el lichi. Modificaron
genéticamente esta levadura para crear una versión bautizada como
“osteolevadura”, capaz de convertir urea en hidroxiapatita. La urea, producto
del metabolismo de proteínas en el cuerpo, es filtrada por los riñones y
excretada en la orina. Según los investigadores, el nuevo método permite
obtener un gramo de hidroxiapatita por cada litro de orina procesado.
“Este proceso para generar hidroxiapatita o ‘mineral óseo’
toma menos de un día”, afirmó Kisailus. “El hecho de que utilice levadura como
chasis, que es barata y puede cultivarse en grandes recipientes a baja
temperatura (como ocurre con la fermentación de cerveza), demuestra que se
puede escalar fácilmente y sin necesidad de grandes infraestructuras. Eso lo
hace accesible incluso para economías en desarrollo.”
La velocidad y eficiencia del proceso son clave para su
potencial comercial. Aunque todavía se encuentra en etapa experimental, los
científicos ya están explorando cómo llevarlo a gran escala. Entre sus
objetivos está la fabricación de materiales para implantes mediante impresión
3D, así como su aplicación en plásticos ecológicos, elementos constructivos e
incluso en soluciones energéticas.
La versatilidad de la hidroxiapatita obtenida con este
método podría extenderse también a la restauración arqueológica y la
sustitución de ciertos materiales contaminantes. En un mundo que busca cada vez
más formas de reciclaje sostenible y producción con bajo impacto ambiental,
esta técnica basada en algo tan cotidiano como la orina podría representar un
avance significativo. Como suele suceder en ciencia, la clave estuvo en mirar
donde nadie miraba: en el váter.
No hay comentarios:
Publicar un comentario