Detergentes biológicos

Juan Asenjo, director del Centro de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología, uno de los Juan Asenjo, director del Centro de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología, uno de los laboratorios donde se extrae la proteasa del krill.

LAVAN MEJOR Y MAS BLANCO

La mayoría de los detergentes de ropa contienen enzimas en su formulación. Las más utilizadas son conocidas como proteasas, y tienen su actividad máxima alrededor de los 50 o 60 grados de temperatura. Pero esta situación puede cambiar gracias a un proyecto chileno que está estudiando una enzima capaz de obtener resultados similares a temperaturas más bajas. ¿Qué tiene que ver el krill antártico en todo esto? Aquí se lo contamos.

Colaboración de Bioplanet

La proteasa con la que trabajaron los investigadores del Centro se extrajo del krill. Sin embargo, este ser vivo no es una materia prima adecuada: de 2,4 kilos de krill se obtienen apenas 4,7 miligramos de proteína.

Desde hace un tiempo se ha vuelto familiar la idea de los detergentes "biológicos" o "inteligentes". Esto es porque sus fórmulas, entre otras cosas, contienen un tipo particular de enzimas llamadas proteasas, que actúan disolviendo proteínas, lo que les permite atacar eficazmente manchas de origen orgánico (sangre, pasto, sudor). La de uso más corriente se llama subtilisina, y la temperatura óptima para su acción es cercana a los 60 grados. Esto implica, obviamente, usar agua caliente para el lavado de ropa, lo que ya se ha vuelto un consumo de energía asumido en la mayoría de los países.

La idea de encontrar y comercializar enzimas que funcionaran a temperaturas más bajas sedujo a un equipo de investigadores del Centro de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología de la Universidad de Chile, ubicado en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de esa institución. Mediante un proyecto Fondef llevado a cabo en conjunto con la empresa Bios-Chile, iniciaron la investigación, que en sus inicios se topó con dificultades fuera de lo común. Juan Asenjo, ingeniero y director del Centro, narra la secuencia de hechos que los llevó a rastrear las rutas de los barcos que iban y venían de la Antártica: "Necesitábamos hallar enzimas que funcionaran a baja temperatura. Pensamos en el krill antártico. La subtilisina viene de una bacteria, el bacilo subtilis, y esperábamos que en la antártica hubieran parientes de este bacilo".

-Y no era llegar y comprar krill en el supermercado...

-De hecho, la primera vez que el proyecto fue aprobado, nos dijeron que no íbamos a poder conseguir el material. Los mayores comercializadores de krill son japoneses, pero quienes en verdad los pescan son barcos polacos. Entonces, para conseguirlo hubo que llamar a Japón y averiguar qué barcos estaban en la zona en esa época. Nosotros necesitábamos el DNA del krill, y tenía que estar congelado, no podía haber autólisis. Estuvimos cerca de viajar a las Malvinas, que era uno de los puntos del recorrido de los barcos, pero al final lo conseguimos por otro medio. Después, un problema fue que ni en las Malvinas ni en Punta Arenas había el hielo seco que necesitábamos para conservar el krill. Tuvimos que enviarlo desde Puerto Montt.

Luego de esa aventura, Asenjo y el equipo del Centro se abocaron a la tarea de extraer la enzima. Primero se comprime el krill hasta quitarle el líquido ("lo que nos interesaba estaba en la parte digestiva"), después hay procesos de purificación a través de cromotografías y electroforesis. Esta última es una técnica consistente en aplicar un campo eléctrico a la materia, causando la separación entre proteínas en base a sus características, ya sea en la carga o en el peso molecular. Después se hacen simogramas, que Asenjo describe como "la huella digital de la proteína, su fotografía".

-¿Cuáles han sido los resultados?
Juan Asenjo, director del Centro de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología, en uno de los laboratorios donde se extrae la proteasa del krill.
-Hemos aislado varias enzimas con actividad de proteasa, pero hay una tipo tripsina que es, por así decirlo, la campeona. Tiene mejor actividad a baja temperatura que la subtilisina. Entonces, ya contamos con una proteína secuenciada, que fue lo que hizo Bios-Chile para nosotros, y esa secuenciación ingresó a una base de datos internacional. Esta proteína - de la que ya tenemos una quinta parte secuenciada- va a poder patentarse y ahí estaríamos hablando de un producto comercial en regla.

Lo que viene, explica, es aislar el DNA de la proteína para clonarla y producirla en forma industrial: "El krill está siendo usado como un modelo porque vive a baja temperatura. Pero imagínate si sólo contáramos con él como fuente de materia prima. De 2,4 kilos de krill obtienes 4,7 miligramos de la proteína, sin contar con las dificultades para conseguirlo".

El equipo de investigadores espera que en septiembre de este año tengan ya el gen de la enzima expresado en Escherichia coli. Una vez clonado, el gen se vuelve un sólido producto comercial en un área donde prácticamente no hay competidores: "La idea es tener otro proyecto después de este, para afinar detalles de esta proteína y de otras, como la lipasa, enzima que degrada grasas".

El tema ha resultado tan prometedor a nivel industrial, que la empresa Novo-Nordisk, la principal productora de enzimas en Europa, se ha interesado en el proyecto desde sus inicios: "Con ellos hemos tenido un proyecto conjunto para desarrollar enzimas glucanasas que permeabilizan la pared de las levaduras y liberar productos hechos en ellas tales como vacunas recombinantes. Ellos también han ayudado a definir el mercado potencial mundial de esta enzima". Entre las características del proyecto, Asenjo destaca la provechosa colaboración entre los científicos del Centro y los de Bios-Chile, que son Carlos George-Nascimiento, Arturo Yudelevich, Luis Burzio y Pablo Valenzuela.

-¿El gen ya ha sido bautizado?
-No. Hablamos de proteasas criofílicas, porque tienen actividad a baja temperatura. Ahora, es interesante recordar que en el proyecto hay un componente básico muy importante relacionado con las funciones del Centro y que es toda la ingeniería de proteínas, el entender por qué existen enzimas que tienen actividad a bajas temperaturas, cómo llegaron a desarrollarse. Eso es algo que tiene que ver con la evolución de las especies, si se quiere.

El Centro de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología

Hace siete años, Juan Asenjo era profesor de la Reading University, en Inglaterra. Invitado a dictar un curso en la Universidad de Chile junto a la académica inglesa Bárbara Andrews, terminó organizando un proyecto que exploraba las limitantes para crear en Chile un centro similar al que Asenjo dirigía en Inglaterra.

Al descubrir que el principal escollo era la falta de profesionales idóneos, se decidió llevar durante un año y medio a dos chilenos a doctorarse en Inglaterra. A ellos se sumaron otros dos que ya eran doctores, y el propio Asenjo junto a la doctora Andrews. Ese fue el equipo fundador.

Es bueno aclarar que el rol del Centro no es, estrictamente, hacer proyectos aplicados como el de las proteasas, sino hacer proyectos de doctorado. En este momento tiene diez candidatos, que se sumarían a los dos que ya han obtenido ese grado en los cinco años de funcionamiento.

El equipamiento fue donado por la Fundación Andes: "El presidente, que era Igor Saavedra, comprendió que en Ciencias de la Ingeniería había pocos programas de doctorado y pocas publicaciones, o centros de nivel internacional. La idea era que este Centro de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología formara a quienes después saldrían a solucionar problemas existentes en el país. Y a pesar de mucha gente que pensaba que los ingenieros sólo quieren salir a ganar dinero, nos encontramos con un tremendo interés de los alumnos por participar en un proyecto como éste", cuenta Asenjo.