Artículo de la Dra. Aparna Banerjee. Profesora Titular, Instituto de Ciencias Aplicadas (ICA), Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Chile, Sede Talca, Chile. Investigadora Principal Fondecyt Regular 1231917 y Proyecto INACH RT_24-21
Los organismos extremófilos son capaces de vivir en los ambientes más hostiles del Planeta. Desde ambientes volcánicos al límite de la ebullición hasta ambientes congelados hasta el extremo de los -100 grados centígrados. La Universidad Autónoma de Chile ha recorrido múltiples zonas geotermales de la Codillera los Andes y de la Antártica para aislar y estudiar bacterias de alto valor biotecnológico porque son un valioso recurso al contar con aplicaciones directas en la industria alimenticia, la medicina y la biotecnología. Su objetivo es convertir este recurso en soluciones concretas como aditivos biotecnológicos para la industria alimenticia para sustituir a los aditivos sintéticos o biológicos importados.
En un mundo en el que cada vez se buscan soluciones más sostenibles y naturales, hay un universo oculto que guarda respuestas inesperadas: los microorganismos de ambientes extremos. Lejos de la intervención humana, en lugares donde el calor alcanza niveles cercanos a la ebullición, -e incluso puede superar los 100 °C-; donde brotan gases volcánicos o donde el hielo domina y las temperaturas bajan mucho más allá del umbral crítico habitual para la vida, desafiando la noción convencional de lo que significa un ambiente habitable, viven microorganismos que han desarrollado estrategias bioquímicas asombrosas.
Estos seres invisibles no sólo sobreviven en condiciones letales para la mayoría de las formas de vida, sino que producen exopolisacáridos (EPS), biomateriales sostenibles compuestos por carbohidratos complejos, con aplicaciones directas en la industria alimenticia, la medicina y la biotecnología.
El grupo de investigación de la Universidad Autónoma de Chile ha recorrido múltiples zonas geotermales de la Codillera los Andes y de la Antártica para aislar y estudiar bacterias de alto valor biotecnológico. Gracias al apoyo de proyecto Fondecyt Regular 1231917 y el proyecto INACH RT_24-21, hemos logrado aislar más de 100 cepas bacterianas desde fuentes termales, suelos volcánicos y fumarolas activas. Nuestro objetivo no es sólo conocer esta biodiversidad poco explorada, sino convertirla en soluciones concretas como aditivos biotecnológicos para la industria alimenticia, en un contexto como el de Chile, donde predominan aún aditivos sintéticos o biológicos importados.
Por ejemplo, Bacillus paralicheniformis CamBx3, aislada desde las termas del Campanario, produce un EPS con notables propiedades antioxidantes, quelantes de metales y capacidad inhibidora de la enzima glucosidasa. Este polímero forma geles viscoelásticos a temperaturas moderadas compatibles con procesos alimentarios, y a pH ligeramente ácido, como el de productos lácteos fermentados o bebidas carbonatadas (https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1377965). Estas características lo hacen ideal como biopolímero funcional para la industria alimentaria.
En otra fuente termal proveniente de San Pedro de la Región del Maule, una cepa de Staphylococcus produce un EPS rico en manosa, con una estructura compleja y amorfa que le otorga gran estabilidad térmica hasta 287 °C. Este biopolímero presenta propiedades antioxidantes, de floculación y emulsificación, y se perfila como un prometedor aditivo biotecnológico para la formulación de alimentos funcionales (https://doi.org/10.1007/s13659-024-00436-0).
Asimismo, hemos reportado desde ambientes volcánicos de alta montaña una cepa de Pseudomonas alcaligenes, cuyo EPS fue reportado por nuestro equipo como el primer EPS de esta especie con una caracterización estructural completa. Este biopolímero presenta una destacada capacidad antioxidante y una morfología que favorece su aplicación en matrices alimentarias funcionales (https://doi.org/10.1038/s41598-024-74830-6).
Más allá de sus propiedades, estos microorganismos son el resultado de millones de años de adaptación a condiciones extremas, lo que los convierte en bibliotecas vivas de innovación evolutiva. Los entornos geotermales donde habitan, tanto en Chile como en la Antártica, recuerdan las condiciones primitivas de la Tierra, aquellas en las que surgieron las primeras formas de vida hace miles de millones de años. En el contexto actual de cambio climático, no conocer esta diversidad y perderla podría significar una pérdida irreparable para la ciencia, el desarrollo sustentable y la estabilidad de los ciclos biogeoquímicos globales, en los que estos microorganismos participan activamente.
Investigación con el respaldo de la base española Gabriel de Castilla
Gracias al apoyo del proyecto INACH RT_24-21 y al respaldo logístico del Ejército de Tierra de España a través de la Base Gabriel de Castilla en la Isla Decepción, fue donde estudiamos cepas bacterianas adaptadas a suelos volcánicos calientes, y fumarolas activas, lo que enriquece enormemente nuestra comprensión sobre los límites de la vida en la Tierra.
Uno de estos estudios permitió aislar una cepa de Bacillus de un exopolisacárido con propiedades sobresalientes: alta estabilidad térmica (hasta 255 °C), capacidad antioxidante cercana al 100 %, fuerte actividad emulsificante en aceites comestibles y una capacidad de retención de agua y aceite superior a la goma xantana. Estas características lo posicionan como un prometedor aditivo natural multifuncional para la industria alimentaria, en reemplazo de ingredientes sintéticos hoy ampliamente utilizados (https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.146114).
Amenazas para los organismos extremófilos
Sin embargo, los hábitats que los albergan; aguas termales, suelos volcánicos, glaciares, están cada vez más amenazados por el cambio climático, intervención humana, el turismo desregulado o la contaminación. En un reciente artículo colaborativo liderado por nuestro equipo y publicado en npj Biodiversity, alertamos sobre los riesgos que enfrentan estos ecosistemas en la Antártica.
El ingreso de especies invasoras, la presencia de contaminantes orgánicos y microplásticos, y la pérdida de aislamiento natural amenazan a las comunidades microbianas que regulan ciclos biogeoquímicos esenciales (https://doi.org/10.1038/s44185-025-00076-8).
Todos estos avances han sido posibles gracias a colaboraciones científicas activas con instituciones de Brasil, España, China, Estados Unidos, -entre otros-, que han enriquecido cada etapa del trabajo, desde la exploración de campo hasta la caracterización molecular y funcional de los biopolímeros. Y es que conservar esta biodiversidad microbiana no es solo una preocupación académica, es una necesidad estratégica para el desarrollo de tecnologías limpias, ingredientes sustentables y nuevas terapias.
Desde Chile, abogamos por una ciencia conectada y colaborativa: que ilumine lo invisible y proteja lo esencial. Porque en lo más pequeño, reside lo más prometedor.
