La NASA detectó una bacteria que “finge estar muerta” y podría haber llegado a Marte
La bacteria, Tersicoccus phoenicis, recibió su nombre en referencia a su descubrimiento en salas limpias (Tersi, que significa “limpio” en latín), la forma de sus células (Coccus, que significa “baya” en griego) y el módulo de aterrizaje Phoenix Mars, en el que trabajaban los ingenieros en la sala del Centro Espacial Kennedy donde se encontró originalmente. En la imagen superior, cada una de las células bacterianas mide aproximadamente un micrómetro, o micra, de diámetro (alrededor de 0.00004 pulgadas).
Para construir una nave espacial, se necesita una zona de construcción extremadamente limpia. Esto es esencial si se envía un robot a otro mundo para buscar signos de vida alienígena microscópica. Nadie querría confundir a un polizón con la primera prueba de la existencia de extraterrestres. También es vital si se quiere proteger a los humanos de microbios potencialmente peligrosos en viajes espaciales de larga duración, ya sea a la Estación Espacial Internacional, a la Luna o a Marte.
Por eso, las naves espaciales se construyen a menudo en salas blancas, algunos de los entornos más estériles de la Tierra. Pero hace una década, los científicos se sorprendieron al descubrir que un nuevo tipo de bacteria había invadido no solo una sala blanca de una nave espacial, sino dos, separadas por miles de kilómetros.
Esa bacteria, Tersicoccus phoenicis, resultó ser inofensiva. Pero fue motivo de preocupación: claramente había estado presente durante algún tiempo antes de su descubrimiento y, sin embargo, de alguna manera había logrado evadir la detección y escapar de los rigurosos protocolos de esterilización. ¿Cómo pasó desapercibida?
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En un estudio reciente publicado en la revista Microbiology Spectrum, los científicos descubrieron el secreto de esta astuta bacteria: T. phoenicis puede entrar en un estado de hibernación profunda que impide a los científicos detectar su presencia. “No está muerta. Se hacía la muerta”, afirma Madhan Tirumalai, microbiólogo de la Universidad de Houston y uno de los autores del estudio. “Solo está inactiva”.
Desde el descubrimiento de T. phoenicis, han aparecido más microbios misteriosos en las salas limpias de la agencia espacial, y es posible que haya otros aún por descubrir escondidos allí. “Muchos de ellos podrían ser problemáticos”, reconoce William Widger, biólogo y bioquímico de la Universidad de Houston y otro de los autores del estudio.
Extremistas de las salas limpias
Muchas naves espaciales no necesitan estar perfectamente limpias; por ejemplo, los telescopios espaciales diseñados para estudiar planetas lejanos o buscar asteroides cercanos a la Tierra son construidos por ingenieros que llevan trajes especiales que cubren todo el cuerpo y atrapan el polvo. Sin embargo, un solo grano de polvo o unas pocas bacterias dispersas no descarrilarán estas misiones.
Sin embargo, si se está fabricando un rover con el que se espera buscar microbios extraterrestres, no se quiere que los microbios de la Tierra se suban al carro. Los astronautas que se dirigen al espacio también quieren evitar encontrarse con bacterias, hongos y virus causantes de enfermedades. Por ello, algunas salas limpias se fabrican para estar extremadamente limpias.
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Los filtros de aire reducen continuamente la suciedad y el polvo, mientras que las presiones de aire ligeramente más altas en los laboratorios garantizan que el aire siempre fluya hacia afuera en lugar de hacia adentro. Se utilizan fluidos biocidas, luces ultravioletas, rayos radioactivos y gases que matan los microbios para mantener las superficies estériles. Los períodos prolongados de calentamiento seco justo por encima del punto de ebullición del agua eliminan los microambientes acuosos llenos de nutrientes.
A pesar de estos esfuerzos, incluso cuando no hay nada que comer y se les ataca con una variedad de herramientas letales, algunos microbios pueden escapar de la muerte.
Cómo algunas bacterias pueden sobrevivir y prosperar en salas limpias
De hecho, la dureza de las salas limpias podría animar a los microbios a desarrollar nuevos trucos de supervivencia. Por eso, las agencias espaciales inspeccionan con frecuencia estos lugares en busca de microbios, tomando muestras de las superficies y colocándolas en caldos ricos en nutrientes para ver si se reproducen. En algunos casos, incluso si las células no crecen, se analizan las muestras para ver si se puede encontrar algún resto de material genético de microorganismos inactivos o muertos.
En los últimos años, se han encontrado cientos de tipos de bacterias, muchas de ellas desconocidas para la ciencia, en las salas de montaje y pruebas de naves espaciales de la NASA y la ESA, que se limpian minuciosamente. Solo este año, los científicos han identificado 26 nuevas bacterias en muestras tomadas de dos salas limpias de naves espaciales.
“Sigue habiendo un microbioma diverso incluso en las salas limpias y en las naves espaciales”, reconoce Nils Averesch, biólogo espacial de la Universidad de Florida que no participó en el estudio reciente. Se han encontrado microbios incluso en el exterior de la Estación Espacial Internacional, expuestos a la naturaleza excesivamente hostil del propio espacio.
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Algunos han sobrevivido consumiendo los productos de limpieza que se supone que los destruyen. Otros pueden persistir desarrollando esporas: estructuras biológicas resistentes que actúan como escudos. En forma de esporas, las bacterias “pueden permanecer [inertes] durante millones de años hasta que encuentran las condiciones adecuadas para germinar de nuevo”, detalla Tirumalai.
Otra opción es entrar en estado de latencia. “Son muy astutas. Entran en modo de suspensión”, explica Tirumalai. Muchas especies bacterianas se reactivan cuando vuelven a recibir nutrientes. Y cuando eso ocurre, los científicos pueden tomar muestras y cultivarlas hasta niveles detectables en un laboratorio.
Sin embargo, algunas bacterias latentes permanecen silenciosas e inactivas incluso cuando se les proporciona alimento. Esta versión de latencia significa que pueden permanecer ocultas. “Toman muestras con hisopos y las colocan en placas de cultivo. Y no crecen”, continúa Widger. Y eso podría suponer un verdadero problema.
La T. phoenicis entra en esta última categoría.
El auge de la bacteria Tersicoccus phoenicis
En 2007, los ingenieros que preparaban el módulo de aterrizaje Phoenix Mars de la NASA tomaron muestras del suelo de la sala limpia de montaje del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
Gracias a esos hisopos (junto con las pruebas de rastros de ADN), los científicos anunciaron en 2013 que habían identificado y detectado la nueva bacteria, T. phoenicis, tanto en Kennedy como en la sala limpia de la Agencia Espacial Europea en la Guayana Francesa, a 4000 km de distancia. Era la primera vez que se encontraba un nuevo microbio en dos salas limpias distantes entre sí.
Primero, los científicos examinaron su genoma en busca de pistas sobre cómo el microbio había persistido durante tanto tiempo en entornos estériles tan dispares. Descubrieron que portaba el gen de una proteína conocida como factor promotor de la reanimación (o Rpf, por sus siglas en inglés) que puede despertar bacterias similares que también tienen el mismo gen.
Tener este gen no significa necesariamente que una bacteria lo aproveche. Para averiguarlo, el equipo de Tirumalai privó a la T. phoenicis de todos los nutrientes y la deshidrató hasta el punto de desecarla. Las células entraron rápidamente en un estado de latencia. En muchos casos, las bacterias no lograron salir de la latencia y volver a crecer cuando se les proporcionaron nutrientes. En algunos casos, las células crecieron en grupos en acumulaciones ricas en nutrientes, pero esto llevó varios días.
Su capacidad para entrar en un estado de latencia casi indetectable y permanecer así incluso cuando las condiciones mejoraban explicaba por qué las investigaciones tardaron tanto en descubrirlas en las salas limpias de las naves espaciales. “Pero en el momento en que se le añade el Rpf: ¡bum!”, dice Tirumalai. “Necesita el Rpf para revivir”.
El Rpf no es una característica natural de las salas limpias. Sin embargo, varias bacterias lo secretan, incluida una especie particularmente común que vive en la piel humana. Eso hace que el Rpf sea fácil de encontrar en cualquier otro lugar. “Tú lo tienes. Yo lo tengo”, dice Widger. Dada la ubicuidad del Rpf, cualquier T. phoenicis que se adhiera a una nave espacial súper limpia no tendría ningún problema en despertar y darse un festín tras un largo periodo de letargo.
¿Significa esto que enviamos microbios a Marte?
Si ese nivel de latencia podría salvar a T. phoenicis de la dureza del espacio profundo es una pregunta sin respuesta, pero poco probable. El módulo de aterrizaje Phoenix hace tiempo que partió de la Tierra para buscar agua antigua y moléculas orgánicas en el Ártico marciano. Y las posibilidades de que las bacterias sobrevivan en la superficie marciana son aún menores. (Cualquier descubrimiento futuro de microbios alienígenas se contrastaría con el censo de los de las salas limpias).
El problema más grave son las propias salas limpias y los seres humanos que trabajan en ellas. T. phoenicis es una advertencia no solo para las salas limpias de las naves espaciales, sino para cualquier sala limpia, desde las de los laboratorios agrícolas y de producción de alimentos hasta las que utilizan las empresas farmacéuticas y los hospitales. “La latencia no solo tiene implicaciones para la protección planetaria, sino también para los entornos humanos”, subraya Tirumalai.
Las bacterias causantes de enfermedades capaces de entrar en un modo de sigilo similar al de T. phoenicis en cualquiera de estas salas supuestamente estériles podrían causar estragos. Hasta ahora, los científicos no conocen ningún microbio problemático de este tipo. Pero, de nuevo, eso podría deberse a que no han sido capaces de detectarlos. “Lo desconocido da más miedo que lo conocido”, insiste Widger.
Lucha contra los microbios furtivos
El estudio del equipo apunta a la necesidad de analizar más superficies en busca de rastros de material genético de microbios camuflados.
Otra forma, más contraria a la intuición, de detectar las bacterias sigilosas de las salas limpias es evitar que entren en estado de letargo en primer lugar. El Rpf despierta a la T. phoenicis, lo que permite detectarla y eliminarla fácilmente. Si los científicos descubrieran la clave para reactivar bacterias similares, “los antibióticos que normalmente las eliminarían podrían hacerlo”, afirma Widger.
Es poco probable que los vuelos espaciales de corta distancia se vean amenazados por microbios sigilosos; después de todo, los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional no han contraído ninguna enfermedad infecciosa grave mientras estaban allí arriba.
En las misiones espaciales tripuladas de larga duración a la Luna o Marte, los astronautas se someterán a largos periodos de cuarentena. Esto garantiza que cualquier enfermedad infecciosa que puedan estar incubando en ese momento pueda detectarse antes del lanzamiento. Pero eso no significa que no haya microbios sigilosos esperándolos dentro de las propias naves espaciales.
Entrar en estado latente tampoco es la única forma en que los microorganismos pueden evadir la detección. Recientemente, los científicos sometieron ciertas bacterias a condiciones ambientales similares a las de Marte y descubrieron que esto les hace cambiar su forma y su comportamiento biológico.
También se ha demostrado que los viajes espaciales confunden el sistema inmunológico de los astronautas. Y la combinación de ambos factores podría significar que nuestras propias defensas biológicas sean menos capaces de detectar y eliminar a los invasores bacterianos.
Cualquiera que desee establecer una presencia sostenida en la superficie lunar o en Marte, sería prudente no subestimar el reino bacteriano. Una base extraterrestre necesitará alimentos. “Y si traes plantas, traes un montón de microbios”, dice Averesch. Esperemos que sean del tipo amistoso.
