Aislamiento de microorganismos: técnicas e importancia
El aislamiento de microorganismos implica un conjunto de técnicas empleadas para extraer y separar a las especies de microbios de interés desde su hábitat natural hasta un hábitat in vitro. Estas técnicas son un conjunto de muchas herramientas básicas y necesarias para los estudios microbiológicos.
La mayor parte de los microorganismos que son conocidos y que han sido definidos por la ciencia, son aquellos que han podido ser aislados y mantenidos en recipientes que simulan, en parte, las condiciones intrínsecas de los lugares donde habitan.
Quizás uno de los primeros hombres en practicar el aislamiento de los microorganismos fue Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723), quien recolectó y aisló muestras de microbios de una gran cantidad de lugares y ecosistemas para observarlos cuidadosamente bajo los cientos de microscopios que el mismo diseñó.
No obstante, no fue sino hasta los tiempos de los científicos Louis Pasteur y Robert Koch, durante el transcurso del siglo XIX, que se comenzaron a realizar prácticas rigurosas que sirvieran para el aislamiento de microorganismos específicos, todas con el fin de poder estudiarlos en detalle.
A diferencia de Leeuwenhoek, estos investigadores se enfocaban en aislar especies definidas de las otras especies de microbios del medioambiente. Además, estos se interesaban en mantenerlos con vida el mayor tiempo que fuese posible fuera de su entorno natural.
En la actualidad, se han desarrollado técnicas precisas para el aislamiento y el crecimiento de muchos microorganismos diferentes obtenidos desde casi cualquier medio ambiente sobre la biósfera.
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Todos los aislamientos de microorganismos comienzan con la recolección de una muestra en la naturaleza donde se encuentran los microorganismos de interés. Estos lugares pueden ser heridas en tejidos animales o vegetales, suelos o sustratos, charcos, mares, superficies como la piel, etc.
La toma de muestra se realiza tocando o apoyando un contenedor que posea un medio con los requerimientos aptos para el crecimiento de microorganismos sobre la superficie de la cual se desean asilar. En este recipiente se obtendrá lo que se conoce como “cultivo” de microbios.
Generalmente, el primer cultivo que se obtiene a partir de los hábitats naturales es, sin duda, un “cultivo mixto”, es decir, que está compuesto por una gran cantidad de diferentes especies de microbios.
Sin embargo, la mayoría de las especies de microorganismos pueden ser aisladas unas de las otras en el laboratorio, buscándose obtener cultivos de microorganismos donde solo crezca la especie de interés o, en otras palabras, la obtención de “cultivos puros”.
En esencia, el proceso que se lleva a cabo para obtener “cultivos puros” es a lo que se le conoce como “aislamiento de microorganismos”.
Existen una gran cantidad de técnicas para el aislamiento de microorganismos, e incluso existen algunas específicas para cierto tipo de microorganismo en particular. En otros casos, es posible obtener un cultivo puro solo colectado la muestra del medio natural.
Entre las técnicas de aislamiento más empleadas para separar una especie de interés que se encuentra en medios de cultivo mixtos están:
Quizás este es el método más utilizado para el aislamiento de microorganismos. Esta técnica consiste en preparar un medio sólido estéril con todos los compuestos nutricionales necesarios para el crecimiento del microorganismo en un envase de vidrio, como una cápsula de Petri.
Utilizando un instrumento fino, generalmente puntiagudo, se toca al microorganismo que se desea aislar en el cultivo mixto, luego, en el medio sólido estéril, se comienza a deslizar la punta del instrumento con que se tocó al microorganismo de lado a lado por toda la placa.
Esto se realiza de forma intensiva de ida y vuelta a través de la superficie del medio sólido o agarizado, como si de un zig-zag se tratase. Usualmente se realiza hasta que más o menos un tercio del diámetro del agar en la placa quede cubierto.
Para este método se realiza una dilución del medio donde viven los microbios colectados hasta el punto en que solo queden algunos cientos de células por cada mililitro del medio donde se diluyeron.
De esta dilución se toman algunos mililitros y se mezclan con el medio que se agregará en el envase antes de que se solidifique. Como se realiza una mezcla entre el medio agarizado y el medio líquido donde están los microorganismos, estos quedan inmersos en el medio y solo son visibles hasta que proliferan en forma de colonia.
Al desarrollarse como colonia se hace más fácil separarlos del resto de microorganismos con otros métodos como el rayado, por ejemplo.
Este método consiste en realizar diluciones en serie del medio donde se encuentran los microorganismos. Ejemplo de esto son las diluciones que se realizan para purificar a Lactococcus lactis o Lactobacillus acidophilus, bacterias responsables de la producción de queso y yogurt.
Se toma aproximadamente 1 mililitro de un tubo que contiene la leche agria o el yogurt previamente fermentado y se inocula este mililitro en la leche estéril sin microorganismos. Posteriormente se toma aproximadamente un mililitro de dicha leche y se repite el proceso.
Esto se repite aproximadamente tres o cuatro veces consecutivas, con lo que es muy probable obtener a Lactococcus lactis o Lactobacillus acidophilus en un medio aislado de los contaminantes que puedan representar otros microbios.
Esta metodología se consigue creciendo a los microorganismos en medios de cultivo con condiciones que estimulen o faciliten el crecimiento de las especies de interés y, en muchos casos, en condiciones que inhiben el crecimiento de otros microorganismos contaminantes.
Las bacterias del género Salmonella crecen en medios de cultivo enriquecidos con selenito, ya que estos microorganismos transforman el selenito en selenio para poder metabolizarlo. El selenito en el medio hace difícil de asimilar los nutrientes para otros microorganismos diferentes a las salmonellas.
Quizás esta es la técnica más difícil y menos efectiva para el aislamiento de los microbios. La misma implica colocar una gota del medio (muestra) donde se alberga a los microorganismos en un cubreobjetos estéril, para luego colocarlo en la platina del microscopio.
Posteriormente, mientras se observa, se extrae una sola célula con la ayuda de una micro pipeta estéril. La gota es colocada en otro cubreobjetos estéril que se incuba a la temperatura adecuada para el microorganismo. Finalmente se observa nuevamente bajo el microscopio para evidenciar el crecimiento.
Si al observar nuevamente se han desarrollado nuevas células a partir de la célula individual que se tomó, estas se añaden en un medio de cultivo estéril para obtener un cultivo puro totalmente aislado.
Existen un sinfín de microbios diferentes en el planeta Tierra que están esparcidos por casi todos los ecosistemas conocidos. Algunos microorganismos son conocidos como extremófilos y necesitan unas condiciones exclusivas para su desarrollo y crecimiento.
Estas condiciones extremas resultan tanto ventajosas como desventajosas para el aislamiento, puesto que, a pesar de que solo permiten el crecimiento de estos microorganismos, pueden ser difíciles de recrear in vitro.
El aislamiento de microorganismos ha representado uno de los avances más importantes para el área de la ciencia y la medicina. Esto le ha permitido a la humanidad estudiar y desarrollar tratamientos efectivos contra los diferentes patógenos microbianos.
En la actualidad se sabe a ciencia cierta que los microorganismos forman una parte esencial de todos los ecosistemas, por lo que conseguir el aislamiento de algunos de ellos con importancia relativa para el hombre les permite a los investigadores estudiarlos intensamente, en aras de comprender a profundidad su función en cada ecosistema.
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