Análisis por técnicas morfológicas y secuenciación de ADN del polen atmosférico de la Comunidad de Madrid: estudios preliminares. Morphological analysis and DNA sequencing of atmospheric pollen in Madrid region: preliminary study

Abstract

Hasta el momento, el estudio de las partículas biológicas en el aire que respiramos, se ha dirigido, principalmente, al conocimiento y control del polen y esporas, aeroalérgenos cuyo impacto en salud es bien conocido. Recientemente la comunidad científica ha sugerido que el aire es un ecosistema en sí mismo, que tendría su propia “aerobiota”, compuesta principalmente por virus, bacterias, esporas de hongos y polen. Para estudiar en conjunto toda esta biodiversidad en el aire urbano en la Comunidad de Madrid, surge el consorcio pluridisciplinar AIRBIOTA-CM, que integra a cinco grupos de investigación de áreas muy diferentes, que pretenden obtener una visión conjunta sobre la composición y dinámica de las partículas biológicas del aire, optimizando los sistemas de muestreo y análisis. Las propuestas más novedosas de las investigaciones iniciadas por este consorcio, son la utilización de técnicas innovadoras de génetica molecular como la secuenciación masiva aplicada en metagenómica (“Next Generation Sequencing”, NGS) y el uso de nuevas estrategias de captación, como el empleo de aeronaves no tripuladas, para muestrear a diferentes alturas y en localizaciones geográficas urbanas que a priori puedan tener una composición diferente de la biota y tengan una actividad humana relevante.

El proyecto se inicia en otoño de 2014, y los resultados preliminares que presentamos son los obtenidos mediante el análisis morfológico tradicional y el análisis del ADN del polen de una misma muestra procedente de un captador Burkard. Estos resultados evidencian que los captadores tipo Hirst utilizados por las redes aerobiológicas pueden emplearse también en los estudios de metagenómica, y que los datos obtenidos mediante la aplicación de ambos métodos de análisis coinciden a grandes rasgos, lo que revela que esta nueva metodología constituye una buena aproximación y posible alternativa al análisis morfológico, aunque se necesitan más estudios comparativos para adaptar bien esta tecnología.

So far, the study of the biological particles in the air we breathe has been mainly directed at knowing and controlling pollen and spores, aeroallergens with a well-known health impact., It has been recently suggested that the air is an ecosystem in itself, and that it probably has its own biota, which would be composed mainly of viruses, bacteria, fungal spores, and pollen. The main objective of the AIRBIOTA-CM project is to study this diverse set of biological particles present in the urban air in the Community of Madrid using a multidisciplinary, innovative and integrative approach.
The project is collaboration between five research groups in very different fields, which aim is to get an overview on the composition and dynamics of biological particles in the air to optimize the methods of sampling and analysis. As a methodological innovation, there is an attempt to apply the breakthroughs in metagenomics to the study of bioaerosols. In addition, new collection strategies have been used, such as the use of unmanned aerial vehicles by designing or adapting new samplers for these vehicles, to sample at different altitudes and in urban geographic locations that might presumably have a different composition of the biota and relevant human activity. The project started in autumn 2014. The preliminary results presented here refer to the comparison of results obtained by means of traditional (light microscopy) and metagenomics methods on atmospheric pollen in the Community of Madrid. The data obtained by both analyses coincide broadly, revealing that the molecular methodology is a good and possible alternative approach to morphological analysis, although more comparative studies to adapt well this technology are needed.