Pluma de mar, coral con potencial
farmacéutico
Nov.
10 de 2012
Por:Fernando
García Ardila, Unimedios
La tecnología computacional permite caracterizar cada vez
más las propiedades químicas y genéticas de organismos marinos promisorios,
como el coral P. elisabethae, abundante en el
Caribe colombiano y con cualidades antitumorales, entre otras.
En
la bitácora de hallazgos de compuestos con potencial farmacéutico, los mayores
registros provienen de recursos naturales. Estos son la fuente más económica
para obtener de manera abundante químicos más eficaces que los tradicionales de
origen sintético.
En este sentido, los octocorales (organismos
coloniales formados por pequeños pólipos con ocho tentáculos cada uno) muestran
un sorprendente repertorio de compuestos químicos capaces de combatir problemas
de salud. El más representativo es el Pseudopterogorgia
elisabethae, el segundo más abundante en los
arrecifes coralinos de los océanos Índico, Pacífico y Atlántico.
En la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá, varias investigaciones,
mediante ensayos in vivo e in vitro, han
estudiado la actividad biológica de este organismo (conocido como pluma de mar)
y han descubierto propiedades antiinflamatorias,
antioxidantes, antibacterianas, antifouling
(que impiden que se formen películas o se adhieran microorganismos en las
embarcaciones) y citotóxicas sobre varias líneas tumorales cancerígenas.
Esta tarea está a cargo del grupo de Estudio y Aprovechamiento de Productos
Naturales Marinos y Frutas de Colombia, del Departamento de Química de la
Facultad de Ciencias. Sus investigadores han estudiado por cerca de diez años
poblaciones de P. elisabethae del Archipiélago
de San Andrés y Providencia.
Pero los análisis van más allá. El grupo de Farmacogenética
del Departamento de Farmacia decidió ponerse la escafandra y sumergirse en el
profundo universo marino de las plumas de mar, con el objeto de caracterizar su
metagenoma (el genoma de una comunidad de organismos
determinada) y su ecosistema coralino.
El objetivo es encontrar genes y perfiles metabólicos secundarios (relacionados
con el normal funcionamiento del metabolismo animal) que proporcionen
candidatos cuya bioprospección farmacéutica y
cosmética sea positiva, así como entender la biodiversidad de la comunidad a
nivel genómico y organísmico.
Bioinformática
El profesor Fabio Aristizábal, director del Instituto
de Biotecnología de la UN y cabeza de esta investigación, cuenta que aislaron
el ADN total (metagenoma) de un amplio grupo de
microorganismos y lo secuenciaron para analizar sus materiales genéticos.
“Empleamos herramientas moleculares y bioinformáticas de última generación para
ejecutar varios procesos: remover los datos no informativos o defectuosos;
organizar las secuencias, según la coincidencia entre ellas, para ensamblar
segmentos adyacentes; y reconstruir parte de los genomas presentes en la
muestra”, explica.
Así, pudieron determinar que la cantidad de información presente en la muestra
es realmente colosal, por lo cual no es plausible reconstruir genomas
completos. Sin embargo, identificaron materiales genéticos de al menos dos
tipos de eucariotas (células con núcleo definido): un
alga y un coral.
“Los análisis muestran que los dos organismos viven en una relación de
simbiosis –en la cual ambos se benefician– que
involucra moléculas sujetas a respuestas ambientales, con especial atención a
la protección de la radiación ultravioleta e inmunidad innata, toda vez que
parecen requerir uno del otro al tener rutas metabólicas complementarias”,
afirma.
A este respecto, destaca que es imprescindible usar tecnologías de última
generación que pueden evaluar información genómica
total –pues procesan millones de datos–, para
detectar capacidades de producir, a nivel biológico, sustancias con un
potencial uso biotecnológico en medicamentos, alimentos y cosméticos. “Tal vez
los más interesantes son los que permiten la producción de moléculas
potencialmente fotoprotectoras”, asegura.
Ingeniería metabólica
Este trabajo científico es financiado por Colciencias, y en él también participan los investigadores
Guillermo G. Torres, del Instituto de Biotecnología; Daniela Díaz y Nicolás
Salcedo, del Departamento de Biología; y Carmenza
Duque, del Departamento de Química, quien es la experta principal.
“Aproximaciones de este tipo permitirán el desarrollo futuro de la ingeniería
metabólica hasta obtener sistemas que permitan producir metabolitos de interés
en cantidades suficientes para estudiarlas y utilizarlas sin dañar los
organismos. Si se hiciese de la fuente natural, llevaría muy posiblemente a la
devastación del material biológico”, señala el profesor Aristizábal.
Si bien los científicos reconocen que es difícil calcular los costos de estos
adelantos, creen que son mucho más bajos que los de las metodologías clásicas de
bioprospección. Además, este tipo de aproximaciones
tienen menores impactos ambientales y permiten hacer análisis amplios del
potencial bioquímico presente en una comunidad biológica ambiental.
La investigación ya entregó resultados preliminares sobre el primer borrador
del metagenoma de la comunidad coralina de pluma de
mar del Caribe colombiano, cuya información proporciona las bases para futuros
estudios en esta área. Por su innovación científica, este trabajo obtuvo el
premio internacional del XV Congreso de la Federación Farmacéutica Suramericana
(2012) a la investigación científica.