Las minas terrestres que quedaron de conflictos anteriores, o las que aún se están combatiendo, representan una amenaza silenciosa para millones de personas en todo el mundo. Con la ayuda de bacterias que brillan en su presencia, estos peligros ocultos pueden algún día ser encontrados y eliminados o destruidos de manera segura.
Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem pasaron una década desarrollando sensores de minas terrestres vivos utilizando la bacteria E. coli. En estudios recientes, describen su progreso más reciente. Utilizando la ingeniería genética, pueden convertir cada bacteria en “una luciérnaga en miniatura” en presencia de una sustancia química asociada con los explosivos, dijo Shimshon Belkin, microbiólogo de la Universidad Hebrea que dirige la investigación.
En 2019, más de 5.500 personas murieron o resultaron heridas por minas terrestres y restos explosivos de guerra, y el 80% de ellas eran civiles, según la Campaña Internacional para la Prohibición de las Minas Terrestres. Las minas terrestres antipersonal, que pueden tener solo unos pocos centímetros de diámetro y pueden ocultarse fácilmente, son especialmente peligrosas. Las estimaciones varían para el recuento mundial de minas terrestres enterradas, pero llegan a 110 millones.
Se han probado muchas estrategias para localizar minas terrestres, como el uso de detectores de metales y el adiestramiento de animales detectores, incluido un ratón galardonado que ayudó a localizar 71 minas terrestres antes de retirarse. Cada método equilibra los beneficios con los riesgos y los costos.
Las bacterias son baratas y prescindibles y pueden extenderse por una gran cantidad de suelo. Y son relativamente rápidas para informar, en unas pocas horas, o incluso en un día, brillan o no.
Los científicos sintonizaron la bacteria con una sustancia química llamada 2,4-dinitrotolueno o DNT, un subproducto volátil del trinitrotolueno o TNT. Con el tiempo, el vapor de DNT se filtra en el suelo alrededor de una mina terrestre y las bacterias pueden olfatearlo.
En lugar de vagar libremente, las bacterias están inmovilizadas en pequeñas gotas gelatinosas que las alimentan mientras trabajan. Cada cuenta, de aproximadamente uno a tres milímetros de diámetro, contiene alrededor de 150.000 células activas.
Estos últimos cultivos de bacterias modificadas genéticamente reaccionan más rápido y son más sensibles que las bacterias en las primeras pruebas de campo del grupo, y ya no se necesita de una señal láser para activar el brillo.
Uno de los principales desafíos que el grupo está trabajando para superar es localizar de manera segura las bacterias bioluminiscentes en un campo minado real. Cuando detectan minas terrestres, su brillo es tan tenue que la luz de la luna, las estrellas o las ciudades cercanas pueden ahogarlas.
Para ayudar a resolver este problema, Aharon J. Agranat, un bioingeniero de la Universidad Hebrea, y otros investigadores informaron en abril en la revista Biosensors and Bioelectronics que han desarrollado un dispositivo que protege las bacterias y detecta su brillo. Este sistema de sensores puede luego informar sus hallazgos a una computadora cercana, pero no se ha probado fuera de un laboratorio.
Los investigadores también han llevado a cabo recientemente pruebas de campo en Israel, colaborando con el ejército israelí para garantizar la seguridad de los experimentos, así como con una empresa de defensa israelí.
En el futuro, el equipo espera usar drones para implantar sensores bacterianos en un campo minado, eliminando la necesidad de que los humanos se acerquen.
