PRODUCTO BACTERIANO DE ORIGEN MARINO ÚTIL PARA PREVENIR LAS MACRO Y LAS MICROINCRUSTACIONES BIOLÓGICAS CAUSADAS POR MACROALGAS E INVERTEBRADOS MARINOS.

Producto extracelular anti-bioincrustaciones contra invertebrados marinos habituales de las bioincrustaciones,

que comprende un extracto del sobrenadante de cultivo de Alteromonas sp nº de acceso NRRL B­ 30784

La presente invención se refiere a productos bacterianos de origen marino con propiedades inhibitorias de la adherencia o fijación contra las microalgas, macroalgas e invertebrados marinos, que se pueden fijar o adherir a sustratos en un ambiente marino.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

La presente invención describe productos bacterianos extracelulares provenientes de una bacteria marina Alteromonas sp, denominada Ni1 LEM, depositada en la colección de cultivos para Investigación Agrícola con el número de acceso NRRL B-30784. Dichos extractos son útilespara inhibir el asentamiento y la fijación de microalgas bentónicas marinas (diatomeas), macroalgas y larvas de invertebrados marinos, principalmente los que están involucrados en problemas como “bioincrustaciones” o “Biofouling" en el medio ambiente marino. Además, la presente invención divulga el procedimiento de obtención de estos extractos, que tienen propiedades biocidas.

Una superficie sumergida en un ecosistema marino es susceptible a ser rápidamente colonizada. Dicho fenómeno se denomina "biofouling" o "bioincrustación", que corresponde a la acumulación indeseada de microorganismos, algas y animales en superficies o estructuras sumergidas en el mar; en una primera instancia dicho fenómeno se inicia mediante la formación de una película que contiene materia orgánica y. macromoléculas disueltas, tales como polisacáridos, proteínas y fragmentos de proteínas, seguido de bacterias, microalgas, protozoos, algas e invertebrados. Dichos organismos constituyentes de las bioincrustaciones se pueden dividir en "micro-bioincrustaciones" y "macro-bioincrustaciones". Las micro-incrustaciones o películas microbianas inician el proceso de colonización de superficies expuestas, para luego dar paso a la colonización por los organismos responsables de las macro-bioincrustaciones (tunicados, balánidos, moluscos y algas). Sin embargo, la bioincrustación no sólo se encuentra sobre objetos inanimados, sino que puede colonizar la superficie de plantas e invertebrados marinos. En algunos estudios de investigación se ha demostrado que el desarrollo de la bioincrustación sobre superficies de estructuras inanimadas difiere de la de los organismos colonizados, más aún, los constituyentes y estructuras de la bioincrustación difieren de un organismo a otro. Sin embargo, las algas e invertebrados marinos son los principales colonizadores en el mar.

La presencia de la "bioincrustación" causa problemas sustanciales en las estructuras sumergidas en el mar, con las consecuentes pérdidas económicas. Entre los principales problemas originados por la "bioincrustación" en los ambientes marinos se encuentran los relacionados con los sistemas de cultivo en acuicultura y estructuras marinas, tales como los pilares de las plataformas petrolíferas y los cascos de barcos. Por tanto, en acuicultura, por ejemplo, la acumulación de la "bioincrustación" en las redes de las jaulas usadas para el cultivo de peces en acuicultura provoca el hundimiento de éstas, así como la reducción del flujo de agua a través de la malla, originando una drástica disminución de la concentración de oxigeno disuelto en el interior de estos sistemas de cultivo. Problemas similares se producen con los sistemas de cultivos usados en el cultivo de moluscos filtradores (vieira, ostras y mejillones), donde los organismos que se están cultivando compiten con los organismos de las "bioincrustaciones" por el oxígeno y los nutrientes. Lo anterior genera la necesidad de retirar los sistemas de cultivo periódicamente del mar a la tierra para su limpieza. Este mantenimiento del material de cultivo representa un alto coste para las empresas de acuicultura. El problema del fenómeno de las "bioincrustaciones" no sólo se restringe a los sistemas de cultivos en mar, por tanto este es el modo mediante el cualr los sistemas en tierra no escapan a los problemas causados por las "bioincrustaciones". Por ejemplo, las cañerías utilizadas para la distribución de agua de mar en criaderos de larvas y semillas de invertebrados marinos de importancia comercial sufren la colonización biológica en su interior, reduciendo de esta manera la tasa de bombeo y el flujo de agua necesario.

Para combatir la "bioincrustación" en estructuras marinas se han utilizado varios compuestos tóxicos, siendo el más eficiente los compuestos basados preferentemente en tri- butil estaño (TBT) o cobre. Estas pinturas que contienen TBT son altamente efectivas en el control de la bioincrustación en barcos, alcanzando periodos de siete años sin requerir mantenimiento. No obstante, las políticas de control ambiental han restringido el uso de pinturas que contienen TBT en ambientes marinos en embarcaciones superiores a los 25 m de longitud y debido a sus efectos perjudiciales sobre el medio ambiente, el uso de TBT debería estar erradicado para el año 2008. Estas normas se basan en numerosos estudios sobre los efectos del TBT, que han notificado efectos tóxicos, en concentraciones bajísimas, sobre organismos marinos como moluscos.

Una alternativa a las pinturas que contienen TBT, son aquéllas cuyo constituyente principal es el cobre y otros metales pesados como el zinc. Estas pinturas se usan principalmente en la mayoría de las embarcaciones pequeñas, siendo efectivas durante un periodo de 1-2 años. No obstante, entidades gubernamentales de diversos países han señalado los riesgos del uso de estas pinturas para el ambiente y el riesgo para el hombre, sugiriendo su prohibición. De esta forma, la Comisión Marítima Internacional (International Maritime Organization) ha prohibido el uso de estaño en pinturas anti-bioincrustación a partir del año 2003. El uso de cobre en pinturas anti-bioincrustación se encuentra bajo una clasificación similar, estando prohibido su uso en el Mar Báltico desde 2002. El cobre es tóxico sobre algunas especies de algas y es acumulado por los moluscos filtradores. Se ha notificado que un tercio de las emisiones de iones de cobre en las aguas costeras de Noruega provienen de agentes anti-bioincrustaciones, usados en jaulas de cultivo acuícolas, un tercio provino de las pinturas anti-bioincrustaciones usadas en cascos de embarcaciones y el tercio restante de otras fuentes. Actualmente, en Noruega, la regulación de emisión de estas sustancias producirá una espectacular reducción de las emisiones de estas sustancias: las nuevas compañías de limpieza de redes tendrán que adaptarse a la nueva legislación a partir de enero de 2001, las compañías antiguas tendrán un plazo para adaptarse hasta el año 2005. Estas restricciones y limitaciones han provocado billonarias pérdidas en la industria naviera internacional, provocando la urgente necesidad de elaborar tecnologías "antibioincrustaciones" efectivas que reemplacen a las pinturas con metales tóxicos y que no representen riesgos ambientales para la salud humana.

Por otra parte existen algunos productos que usan la naturaleza como fuente de las sustancias químicas que pueden usarse tanto en pinturas anti-bioincrustaciones como en plásticos, sin embargo, aunque en la actualidad existen algunos de ellos en el mercado, todavía se necesita mayor investigación al respecto, pues son muchas las sustancias que tienen un uso potencial en la prevención de la bioincrustación. La mayoría de estos proyectos o productos de investigación se basan en el hecho de que muchos organismos sésiles acuáticos se encuentran libres de bioincrustación, ya que presentan mecanismos naturales como la producción de metabolitos con propiedad antiincrustación, a nivel de suministro de protección contra la colonización, reduciendo la competitividad por el espacio en ambientes competitivos. También existen bacterias, principalmente del género Pseudoalteromona, que producen sustancias de alto peso molecular con propiedades tóxicas e inhibidoras de bacterias grampositivas y gramnegativas. Hasta ahora, la especie bacteriana Pseudoalteromona tunicate se ha estudiado ampliamente en relación a la producción de una variedad de componentes extracelulares que son responsables de la inhibición del establecimiento de organismos habituales de la bioincrustación, tales como bacterias, hongos, microalgas bentónicas, esporas de algas e invertebrados marinos.

En el documento EP 1170359, HAYASE N. y col.: “Polymero film produced by a marine bacterium” JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING, vol. 95, nº 1, 2003, páginas 72-76 y O'CONNOR N.J. y col.: “Attachment of barnacle (Balanus amphtrite Darwing” larvae: Responses to bacterial... [Seguir leyendo]

1. Producto extracelular anti-bioincrustaciones contra invertebrados marinos habituales de las bioincrustaciones, que comprende un extracto del sobrenadante de cultivo de Alteromonas sp nº de acceso NRRL B30784.

2. Producto extracelular anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho extracto corresponde al sobrenadante tratado de dicho cultivo de Alteromonas sp nº de acceso NRRL B-30784 y en el que dicho sobrenadante se ha filtrado o sometido a calentamiento o a diálisis.

3. Producto extracelular anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el extracto corresponde a dicho sobrenadante, el cual se ha filtrado dos veces a través de un filtro de 0,22 μm.

4. Producto extracelular anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el extracto corresponde al sobrenadante dializado a través de membranas de diálisis.

5. Producto extracelular anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha membrana de diálisis se selecciona del grupo formado por las membranas de diálisis que tienen un tamaño de exclusión comprendido en el intervalo de 3.500 a 10.000 Da.

6. Producto extracelular anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el que dicha membrana de diálisis tiene un tamaño de exclusión de 3.500 Da.

7. Composición anti-bioincrustaciones, que comprende el producto extracelular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y un biopolímero.

8. La composición anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 7, en la que dicho producto extracelular está comprendido en una proporción desde alrededor 1:2 a 1:10 v/v, en base al volumen final del producto en forma de gel.

9. La composición anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicha proporción de producto extracelular está comprendida en una proporción desde alrededor 1:2 a 1:5 v/v, en base al volumen final del producto en forma de gel.

10. La composición anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 9, en la que dicha proporción de producto extracelular está comprendida en una proporción de alrededor 1:2 v/v, en base al volumen final del producto en forma de gel.

11. Uso del producto extracelular anti- bioincrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, para inhibir las micro-bioincrustaciones y las macro- bioincrustaciones.

12. El uso del producto extracelular anti- bioincrustaciones o a la reivindicación 11, en el que dichas macrobioincrustaciones se producen por la fijación o adherencia de uno o más organismos seleccionados del grupo formado por Ulva lactuca, Pyura praeputialis, Ciona intestinalis y Semimytilus algosus.

13. El uso del producto extracelular anti- bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dichas micro-bioincrustaciones se producen por la fijación o adherencia de uno o más organismos seleccionados del grupo formado por Nitzschia sp1, Amphora sp, Cylindroteca closterium, Nitzschia ovalis amott, Chaetoceros minutissimus, Navicula sp1, Navicula sp2 y Nitzschia sp2.

14. Procedimiento para preparar un producto extracelular anti-bioincrustaciones, que comprende las etapas de:

a) aislar el sobrenadante de un cultivo de Alteromonas sp nº de acceso NRRL B-30784;

b) filtrar dos veces el sobrenadante obtenido a través de una membrana de 0,22 μm.

15. El procedimiento para preparar un producto extracelular anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicho procedimiento además comprende la etapa de calentar dicho sobrenadante reobtenido en la etapa b) a 100°C durante 20 minutos.

16. El procedimiento para preparar un producto extracelular anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicho procedimiento además comprende la etapa de dializar dicho sobrenadante obtenidoe la etapa a través de una membrana de diálisis de 3.500 Da.

17. El procedimiento para preparar un producto extracelular anti-bioincrustaciones de acuerdo con la reivindicación 15, en el que dicho procedimiento además comprende la etapa de concentrar 20 veces dicho dializado.