Per anni, Elizabeth Edwards dell'Università di Toronto e il suo team hanno sviluppato un potente mix di microbi che possono divorare sostanze chimiche tossiche. Ora, si stanno preparando a lasciarli liberi in natura per la prima volta.

Le colture batteriche sono progettate per trattare una serie di contaminanti noti come BTEX:benzene, toluene, etilbenzene e xilene. I prodotti chimici BTEX si trovano comunemente nel suolo e nelle acque sotterranee dove sono stati utilizzati petrolio greggio e i suoi prodotti, come le vecchie stazioni di servizio e le raffinerie di petrolio. Solo in Canada, tali siti sono migliaia.

"Se possiamo utilizzare questa tecnologia per rendere il risanamento ambientale più efficace a lungo termine, rendendo allo stesso tempo meno costoso l'implementazione, il risultato è che più siti alla fine verranno ripuliti, "dice Edoardo, professore universitario presso il dipartimento di ingegneria chimica e chimica applicata della Facoltà di Scienze Applicate e Ingegneria.

"Questa è una vittoria per tutti".

Un modo per affrontare la contaminazione da BTEX è scavare il terreno o pompare le acque sotterranee in superficie, dove può essere esposto all'ossigeno. Questo incoraggia la crescita di organismi naturali che possono abbattere i prodotti chimici BTEX. Ma scavare e pompare sono ad alta intensità energetica e costosi, che limita il numero di siti che vengono effettivamente trattati.

Al contrario, Edwards e il suo team hanno identificato altri ceppi di batteri presenti in natura che possono abbattere BTEX senza accesso all'ossigeno, un processo noto come degradazione anaerobica. Questi microbi possono trattare il suolo e le acque sotterranee sul posto, ma nella maggior parte dei siti contaminati, il loro numero è basso.

Più di 15 anni fa, Edwards e il suo team hanno estratto colture di batteri anaerobi che mangiano BTEX da diversi siti contaminati. Da allora, le culture sono state sottoposte a un regime di allenamento intensivo:il team le ha nutrite con BTEX, selezionato i campioni che erano più efficaci nell'abbatterlo, e li ha usati per inoculare la generazione successiva. Il risultato:una sorta di "squadra microbica A" selezionata per la degradazione più rapida del BTEX.

In collaborazione con SiREM, una società spin-off fondata nel 2001 sulla tecnologia del laboratorio Edwards, il team ha coltivato centinaia di litri di colture a degradazione BTEX più rapida. Ora, stanno lanciando una collaborazione pubblico-privato di quasi 3 milioni di dollari per testare queste culture sul campo.

I contributori del progetto includono Ontario Genomics, le province dell'Ontario e dell'Alberta, Sirem, Cooperative Federate Limited, Imperial Oil Limited, e tre università:U di T, l'Università di Alberta e l'Università di Waterloo. Insieme, questa squadra è pronta a schierare la sua arma segreta in tre siti contaminati in tutto il Canada. La speranza è che gli insetti arricchiti accelerino la degradazione naturale del BTEX senza la necessità di scavare e ossigenare il suolo e le acque sotterranee, noto come bioaumento.

Uno degli aspetti unici del progetto sarà l'uso di strumenti di monitoraggio basati sul genoma altamente specifici per monitorare con precisione il ruolo e il destino di entrambi i nuovi organismi introdotti, così come le comunità microbiche residenti. Migliorando la nostra comprensione di quali geni i batteri usano per abbattere le sostanze chimiche tossiche, nonché il modo in cui lavorano insieme per raggiungere la completa degradazione, il progetto indicherà la strada verso tecnologie di bioaccrescimento e biorisanamento ancora migliori in futuro.

La collaborazione ha una storia di successi. Edwards e SiREM avevano precedentemente commercializzato una cultura nota come KB-1 (KB sta per "kick butt"). Sviluppato utilizzando un approccio simile, KB-1 è progettato per abbattere i solventi clorurati ampiamente utilizzati nel lavaggio a secco e nello sgrassaggio. Oggi, SiREM lo utilizza nei siti di tutto il mondo.

Se le nuove prove hanno successo, SiREM prevede di aggiungere la cultura degradante BTEX al proprio arsenale, che potrebbe contribuire ad aumentare la loro quota del mercato globale multimiliardario per il trattamento biologico dei contaminanti.

"Sono entusiasta di portare nuovi partner accademici e industriali in questo progetto, " dice Edwards. "È fantastico che abbiamo così tante persone di talento disposte a mettere insieme le loro teste per trovare una soluzione praticabile a questo fastidioso problema".