Los arrecifes de coral son algunos de los ecosistemas más impresionantes y diversos del planeta. Aunque cubren menos del 1% del fondo marino, son el hogar de aproximadamente el 25% de toda la vida marina (Fisher et al., 2015). Actúan como barreras naturales que protegen las costas del oleaje, sostienen la pesca de millones de personas y atraen al turismo en todo el mundo (Burke and Spalding, 2022; McMannus, 2001; Global Coral Reef Monitoring Network [GCRMN] et al., 2020). Sin embargo, hoy enfrentan una crisis sin precedentes. El aumento de la temperatura global se refleja casi de inmediato en los océanos, con consecuencias graves como el blanqueamiento de corales (imagen 1. Arrecife de coral en el mar rojo de Arabia Saudita, al centro un espécimen de Acropora sp. blanqueado.).

En los últimos años, se ha explorado una estrategia prometedora para ayudar a los corales a resistir mejor las condiciones adversas: el uso de microorganismos beneficiosos para corales, también conocidos como Beneficial Microorganisms for Corals (BMCs),  (Peixoto et al.,2017). Estos microorganismos, similares a los probióticos que usamos para la salud humana, pueden ayudar a los corales a tolerar el estrés térmico, combatir patógenos y mejorar su capacidad de recuperación (Rosado et al., 2019;Santoro et al., 2021).

Sin embargo, aunque los BMCs han mostrado potencial para fortalecer la salud del coral, todavía enfrentan un desafío clave: actualmente no existen métodos efectivos para rastrear su comportamiento dentro del tejido coralino tras la inoculación (Cardoso et al.,2024) lo que limita tanto su estudio como su optimización. Comprender qué hacen estos microorganismos después de ser aplicados es esencial para desarrollar tratamientos más eficaces. Esta limitación fue precisamente el punto de partida de mi investigación.

Nanotecnología aplicada al coral: del diseño al ensayo in vivo

Mi investigación se centró en desarrollar una estrategia basada en bionanotecnología para etiquetar y rastrear BMCs dentro del tejido  coralino (Rodríguez Cárdenas, 2025). El objetivo era comprender mejor su comportamiento tras la inoculación, una etapa crítica para que estas terapias microbianas funcionen de forma efectiva.

Para ello, sintetizamos nanowires de hierro (Fe-NW) recubiertos con polidopamina (PDA), un polímero bioinspirado en la química adhesiva de los mejillones. Este recubrimiento ofrecía una superficie biocompatible para que las bacterias se adhieran y puedan ser identificadas tras la inoculación en el coral. Mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), confirmamos tanto la correcta síntesis de los nanohilos como la adhesión de las bacterias Pseudoalteromonas sp. y P. lipolytica sobre la superficie recubierta.

Posteriormente, realizamos pruebas in vivo con fragmentos del coral Acropora sp. bajo condiciones de laboratorio, donde observamos una mayor adhesión microbiana al tejido coralino cuando se utilizaba el complejo PDA-NW-BMC.No obstante, también surgieron desafíos: la acumulación del sistema sobre la superficie del coral sugiere que podría dificultar la internalización de los microorganismos, un paso crucial para su acción. A pesar de ello, se detectaron signos de biodegradabilidad del sistema en condiciones del Mar Rojo, lo cual es prometedor desde el punto de vista ambiental.

En conjunto, este trabajo representa una prueba de concepto sólida que abre el camino para refinar futuras estrategias de rastreo microbiano y bionanotecnología integrando diversas técnicas y disciplinas dentro de un mismo proyecto.

Uno de los aprendizajes más valiosos de este proyecto fue confirmar que los grandes problemas del mundo actual requieren colaboración entre disciplinas que tradicionalmente no conversaban. En mi caso, combiné conocimientos de ingeniería biomédica, microbiología, ciencia de materiales, nanotecnología y ecología marina.

También fue un recordatorio del papel que la ciencia puede tener en la construcción de esperanza. Hablar de cambio climático y pérdida de biodiversidad puede ser desmoralizante, pero cuando trabajamos en soluciones concretas, recordamos que la innovación científica puede marcar la diferencia, incluso a escalas microscópicas.

Una historia que comenzó en casa

Soy originaria de la Ciudad de México, donde la ciencia marina parece estar muy lejos. Durante mi licenciatura en Ingeniería Biomédica en la Universidad de las Américas Puebla, nunca imaginé que terminaría investigando formas de salvar arrecifes de coral. Pero fue precisamente en esa etapa donde adquirí las herramientas críticas de pensamiento interdisciplinario, resolución de problemas y comunicación científica que me permitieron abrirme paso en un campo emergente y global.

Este camino también me mostró que los científicos mexicanos tienen mucho que aportar a nivel internacional. La conservación marina es solo una de las muchas áreas donde la ciencia necesita mentes frescas, ideas audaces y voluntad de colaborar. Ya seas ingeniero, comunicador, diseñador, economista o biólogo, hay un lugar para ti en la búsqueda de soluciones sostenibles.

 

 

Referencias

Burke, Lauretta, and Mark Spalding. “Shoreline Protection by the World’s Coral Reefs: Mapping the Benefits to People, Assets, and Infrastructure.” Marine Policy, vol. 146, Sept. 2022, p. 105311. https://doi.org/10.1016/j.marpol.2022.105311.

Cardoso, P. M., et al. “Localization and Symbiotic Status of Probiotics in the Coral Holobiont.” mSystems, vol. 9, no. 5, Apr. 2024, https://doi.org/10.1128/msystems.00261-24.

Fisher, Rebecca, et al. “Species Richness on Coral Reefs and the Pursuit of Convergent Global Estimates.” Current Biology, vol. 25, no. 4, Jan. 2015, pp. 500–05. https://doi.org/10.1016/j.cub.2014.12.022.

Global Coral Reef Monitoring Network [GCRMN], et al. “Status of Coral Reefs of the World: 2020: Summary of Policymakers.” UN Environment Programme, UN Environment Programme, 2021, www.unep.org/resources/status-coral-reefs-world-2020. Accessed 20 Feb. 2025.

McManus, J. W. “Coral Reefs.” Elsevier eBooks, 2001, pp. 660–70. https://doi.org/10.1016/b978-012374473-9.00090-4.

Peixoto, R. S., Rosado, P. M., De Assis Leite, D. C., Rosado, A. S., &

Bourne, D. G. (2017). Beneficial Microorganisms for Corals (BMC): Proposed mechanisms for coral health and resilience. Frontiers in Microbiology, 8. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00341

Rodriguez Cardenas, A. (2025). Nanowire-Polydopamine Interfaces for Coral Microbiome Research: A Laboratory Approach to Microbial Tagging and Tracking [MS thesis, King Abdullah University of Science and Technology]. http://hdl.handle.net/10754/704465

Rosado, Phillipe M., et al. “Marine Probiotics: Increasing Coral Resistance to Bleaching Through Microbiome Manipulation.” The ISME Journal, vol. 13, no. 4, Dec. 2018, pp. 921–36. https://doi.org/10.1038/s41396-018-0323-6.

Santoro, Erika P., et al. “Coral Microbiome Manipulation Elicits Metabolic and Genetic Restructuring to Mitigate Heat Stress and Evade Mortality.” Science Advances, vol. 7, no. 33, Aug. 2021, https://doi.org/10.1126/sciadv.abg3088.

 

 

Alexandra Rodríguez Cárdenas, egresada de la Licenciatura en Ingeniería Biomédica, generación 2023.

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