La detección y modelización avanzada de bioaerosoles respalda los esfuerzos de predicción y mitigación
El uso de la tecnología de detección de ADN para estudiar bioaerosoles ha supuesto que los científicos dispongan ahora de un mayor conocimiento sobre la amplia diversidad de estas partículas, así como revelar detalles previamente imposibles de dilucidar. Parte del reto de proseguir con este trabajo consiste en la tarea de recoger muestras de bioaerosoles en el campo. A fin de ayudar a desarrollar una solución para que los científicos analicen de manera adecuada las esporas fúngicas, el proyecto financiado con fondos europeos SUPREME diseñó y probó un vehículo aéreo no tripulado (VANT) para tomar muestras de estos bioaerosoles. Los datos recopilados se combinaron con datos preexistentes a fin de desarrollar y aplicar un modelo matemático que pudiera explicar las emisiones de esporas fúngicas como resultado de la cosecha. Estos métodos basados en el ADN no solo proporcionan nuevos conocimientos científicos, sino que además posibilitan esfuerzos de mitigación más específicos para evitar daños a personas y plantas. Alzando el vuelo El VANT fue diseñado en colaboración con una empresa privada. Al explicar el proceso, el profesor Carsten Skjoth, coordinador del proyecto y beneficiario de una beca de investigación Marie-Curie, recuerda: «Comenzamos describiendo los requisitos necesarios para lo que el dron debería monitorizar y, seguidamente, examinamos parámetros como, por ejemplo, qué rango de cantidades de esporas necesitaría manipular». El resultado final fue un dron construido a medida y de bajo coste capaz de volar durante períodos prolongados y que presenta una alta eficiencia a la hora de recoger grandes cantidades de esporas. Con todo, este también puede ser difícil de pilotar, ya que requiere de mucho espacio abierto, algo complicado de encontrar en las regiones que normalmente se estudian. Además, puede tardar bastante tiempo en despegar y, por lo general, es necesario que dos personas lo manejen. Tal y como comenta el profesor Skjoth: «Francamente, se trató de un éxito parcial, pero aprendimos mucho. Sabemos que el dron puede cumplir su propósito si se logra una solución intermedia entre el tiempo de vuelo, la facilidad de uso y la velocidad de lanzamiento». El proyecto desarrolló también la primera iteración de una nueva generación de modelos atmosféricos aplicables a nivel mundial capaces de atender de forma simultánea y sistemática las necesidades de investigaciones físicas, químicas y biológicas. Este modelo de transporte atmosférico funcional (Biochem) permite manipular satisfactoriamente bioaerosoles con varios grados de complejidad, en función del enfoque de la investigación. De hecho, «la herramienta de modelización es posiblemente una de las más avanzadas de su clase, potencialmente tan compleja como los modelos de química atmosférica, ya que combina la herramienta con la detección utilizando métodos basados en el ADN. Además de abrir nuevas líneas de investigación, también puede utilizarse como una herramienta de predicción directa. Esta aplicación se está llevando a cabo actualmente en el marco del proyecto PollerGEN, financiado por el NERC (siglas en inglés del Consejo de Investigación del Entorno Natural del Reino Unido), que se centra en las especies gramíneas», añade el profesor Skjoth. De la investigación fundamental a la predicción La nueva herramienta de modelización de SUPREME probablemente se convierta en la piedra angular de la predicción de bioaerosoles en el Reino Unido. El modelo también funciona eficazmente como una herramienta de investigación avanzada, que permite investigar cuestiones científicas relevantes relacionadas con la salud humana, como la exposición conjunta (exposición combinada a la contaminación atmosférica y el polen) o los efectos de los bioaerosoles en el clima (presente y futuro). Asimismo, permite clasificar las esporas en subgrupos de una manera lejos del alcance de los microscopios ópticos. «Nuestro modelo atmosférico avanzado, las técnicas de detección de ADN y los nuevos métodos de detección de emisiones tienen un gran potencial por sí solos, pero en combinación podrían revolucionar el campo y proporcionar resultados científicos con un impacto realmente positivo para la sociedad», concluye el profesor Skjoth. El equipo está examinando más a fondo la forma en que los datos satelitales pueden combinarse con los métodos de detección y modelización avanzada, lo que ofrece una visión más completa. Es más, se están evaluando nuevos métodos para las técnicas de ADN destinadas al análisis de bioaerosoles. También se han desarrollado dos nuevos métodos para la detección de emisiones de polen y esporas como parte de un estudio piloto este año, los cuales se aplicarán a mayor escala en 2019.
Palabras clave
SUPREME, dron, vehículo aéreo no tripulado, modelo, espora fúngica, bioaerosol, ADN, aeroalérgenos, patógenos, atmósfera, predicción
