La contaminación derivada de los explosivos es un problema silencioso, pero persistente. Más allá de las imágenes espectaculares de una detonación, lo que queda en el terreno puede ser incluso más preocupante: compuestos químicos estables, tóxicos y difíciles de eliminar. Entre ellos destaca el 2,4-dinitrotolueno (DNT), un residuo asociado a la fabricación y uso de explosivos como el TNT. Como explica el investigador David Rodríguez-Espeso, “el dinitrotolueno […] es una molécula […] muchísimo más estable. De hecho su principal problema es que perdura en el ambiente durante muchísimos años” .

Este tipo de sustancias pertenece a los llamados xenobióticos, es decir, compuestos que no existían en la naturaleza antes de ser fabricados por el ser humano. Eso significa que los organismos no han tenido tiempo evolutivo suficiente para desarrollar mecanismos eficaces que los degraden. “Es una molécula que ha sido fabricada exclusivamente por el hombre. No existía antes en la naturaleza”, señala Rodríguez-Espeso . Como consecuencia, estos compuestos se acumulan en suelos, especialmente en zonas de conflicto o antiguos campos de entrenamiento militar, donde pueden afectar gravemente a los ecosistemas.

Ante este problema, un equipo de David Rodríguez-Espeso en el Centro Nacional de Biotecnología ha desarrollado una estrategia innovadora: “enseñar” a una bacteria a utilizar el DNT como alimento. El microorganismo elegido ha sido Pseudomonas putida, una bacteria ampliamente utilizada en biotecnología por su versatilidad y seguridad. El objetivo era ambicioso: convertir un tóxico persistente en una fuente de energía para un organismo vivo.

Sin embargo, el camino no ha sido sencillo. Aunque ya se conocían bacterias capaces de degradar parcialmente este tipo de compuestos, los intentos previos de transferir esa capacidad a bacterias de laboratorio habían fracasado. Tal como explica el investigador, “tenías todos los genes para hacer ese trabajo y no lo hacías […] ¿por qué demonios no funciona?” . La respuesta a esta pregunta ha sido clave para el desarrollo del estudio.

El equipo partió de una idea fundamental: no basta con introducir los genes adecuados en una bacteria para que funcione correctamente. Rodríguez-Espeso lo ilustra con una metáfora muy clara: es como intentar “implantar dentro de un coche pequeño el motor de un Ferrari”. Aunque el motor sea potente, el resto del sistema no está preparado para soportarlo . En el caso de las bacterias, esto significa que el metabolismo completo debe adaptarse para integrar la nueva función.

Para lograrlo, los investigadores combinaron ingeniería genética con evolución adaptativa en laboratorio. Primero introdujeron en Pseudomonas putida los genes necesarios para degradar el DNT. Después, sometieron a la bacteria a un proceso gradual de adaptación que duró casi un año. “Nuestro experimento duró aproximadamente 280 días hasta que dimos con la primera población que ya crecía” .

El proceso consistió en exponer a las bacterias a concentraciones crecientes de DNT, mientras se reducían progresivamente otras fuentes de alimento. Al principio, el compuesto actuaba como un tóxico, generando estrés en la célula. Pero con el tiempo, las bacterias comenzaron a acumular mutaciones que les permitían tolerarlo y, finalmente, utilizarlo como fuente de energía. “Al cabo de un año de cultivo, hemos conseguido que la bacteria consiga asimilar el DNT como única fuente nutritiva” .

Este resultado no se debe a un único cambio genético, sino a una profunda reorganización interna. De hecho, el análisis del genoma reveló “un número altísimo” de mutaciones, en torno a 50 o más, que afectan a procesos como la respuesta al estrés, la regulación metabólica o la reparación del ADN . En palabras del propio investigador, la bacteria ha tenido que “recablear” sus sistemas internos para dejar de interpretar el DNT como una amenaza y empezar a verlo como alimento .

Uno de los mayores retos ha sido gestionar la toxicidad de los productos intermedios generados durante la degradación. “Los productos de degradación son incluso más tóxicos muchas veces”, explica Rodríguez-Espeso . Por eso, la bacteria no solo debe romper la molécula inicial, sino también procesar de forma eficiente los compuestos derivados para evitar daños.

El resultado final es una bacteria capaz de transformar el DNT en sustancias inocuas como dióxido de carbono, agua y biomasa. Este avance abre la puerta a nuevas estrategias de biorremediación, es decir, el uso de organismos vivos para limpiar entornos contaminados. Según la investigación, esto podría aplicarse en suelos y aguas afectados por residuos explosivos, especialmente en escenarios postconflicto .

Sin embargo, llevar esta tecnología fuera del laboratorio plantea importantes desafíos. Uno de ellos es la regulación. En la Unión Europea, la liberación de organismos modificados genéticamente está sujeta a estrictos controles. “Estos comités son ultraconservadores […] se acepta ahora mismo que el riesgo es demasiado elevado”, señala el investigador . Esto limita, por ahora, la aplicación directa de estas bacterias en el medio ambiente.

Aun así, el estudio representa un avance significativo en el campo de la biología sintética. Más allá de su aplicación concreta, aporta una lección fundamental: diseñar organismos no es simplemente “copiar y pegar” genes, sino entender y trabajar con la complejidad de los sistemas vivos. Como resume Rodríguez-Espeso, “no conocemos la maquinaria completa […] sabemos hacer algunos acoples, pero no conocemos la ingeniería que hay detrás en profundidad” .

En definitiva, este trabajo demuestra que, con paciencia y una combinación de ingeniería y evolución, es posible reprogramar la vida para afrontar algunos de los problemas más complejos creados por el ser humano. Una bacteria que se alimenta de explosivos puede parecer ciencia ficción, pero es ya una realidad en el laboratorio… y quizá, en el futuro, también en el mundo real.

Os invitamos a escuchar a David Rodríguez Espeso, investigador posdoctoral en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC). El trabajo ha sido liderado por Víctor de Lorenzo, investigador del CNB-CSIC y publicado en Metabolic Engineering. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymben.2026.02.005

Referencias:

David Rodríguez-Espeso, Irene del Olmo Lianes, Jim C. Spain, Víctor de Lorenzo. Synthetically primed growth of Pseudomonas putida on 2,4-dinitrotoluene as sole carbon and nitrogen source. Metabolic Engineering. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymben.2026.02.005

Una bacteria diseñada genéticamente por el CNB-CSIC logra degradar residuos tóxicos procedentes de explosivos