Los arrecifes de coral, unas de las regiones de biodiversidad más espectaculares y a la vez más frágiles, tienen un nuevo pero fortuito aliado: la industria farmacéutica. En tanto que la efectividad de los antibióticos decrece y los médicos buscan medicamentos más confiables y potentes para sus pacientes, los investigadores recurren a los habitantes de los arrecifes de coral en busca de compuestos que puedan utilizarse para combatir una larga lista de padecimientos, incluyendo el cáncer, la enfermedad de Alzheimer, la leucemia y el SIDA.
Durante mucho tiempo los ambientalistas han pugnado a favor de la conservación de los arrecifes de coral por razones que abarcan desde el cuidado de la biodiversidad marina hasta la generación de turismo. Sin embargo, el hecho que los arrecifes de coral puedan suministrar un arsenal de medicamentos milagrosos, es uno de los argumentos más convincentes hasta ahora.
UNA ENORME PERSPECTIVA FARMACÉUTICA
Según los químicos del Centro Médico de la Universidad Cornell, el océano tiene un potencial farmacéutico tremendo; en parte debido a que contiene miles de millones de organismos que no existen en tierra firme. En un reciente análisis a cargo del Instituto Nacional de Cáncer arrojó que 2 por ciento de los especímenes terrestres que fueron estudiados contenían nuevos compuestos; en tanto que casi la mitad de las muestras marinas revelaron novedosos aspectos químicos. En la actualidad, más de la mitad de toda la investigación relacionada con el cáncer se concentra en encontrar remedios provenientes de recursos marinos.
Los arrecifes coralinos son un caudal de material genético particularmente valioso. Se estima que la flora y fauna que reside en los ecosistemas arrecifales oscila entre los 600,000 hasta más de 9 millones de especies. De acuerdo a Shirley Pomponi, directora ejecutiva del Coorporative Institute for Ocean Exploration, Research and Technology (Instituto para la Colaboración en la Exploración, Investigación y Tecnología Oceánica), "los arrecifes de coral cuentan con una biodiversidad enorme y, como tales, contienen un potencial ilimitado para el hallazgo de químicos de los cuales pueden desarrollarse medicamentos. Los arrecifes de coral están ahora siendo descubiertos incluso en el océano profundo. Estos recursos han sido desaprovechados y la investigación farmacológica evoluciona constantemente".
HISTORIA DE LA FAMACOLOGÍA MARINA
Durante miles de años, los humanos han recurrido al mar en busca de medicamentos. Los antiguos fenicios, egipcios, griegos y romanos documentaron el uso de los océanos como fuente de elementos que podrían promover la salud y curar enfermedades.
La biodiversidad de los arrecifes coralinos es inigualada por los ecosistemas terrestres.
Ya desde hace 5,000 años en la antigüedad se consideraba que las plantas marinas tenían valores curativos. Tanto la cultura japonesa como la china las utilizaban para tratar el bocio y otros padecimientos glandulares. Los primeros romanos utilizaron el sargazo para el tratamiento de quemaduras, el salpullido y heridas en general; y, ya en fechas más recientes, los marinos británicos ingerían algas tojas para prevenir el escorbuto.
En tiempos modernos, los investigadores médicos han logrado notables descubrimientos a través del estudio de la vida marina. El primer descubrimiento sin precedente ocurrió a comienzos de la década de 1950, cuando Werner Bergmann extrajo y aisló substancias antivirales de una esponja caribeña que encontró frente a las costas de la Florida. Los elementos químicos de esta esponja encauzaron el desarrollo de diversos fármacos utilizados para la lucha contra el cáncer, la leucemia, el VIH y el herpes.
En las siguientes décadas, las investigaciones realizadas probaron que diversos organismos marinos contienen antibióticos, polisacáridos, esteroides, toxinas y otras substancias que han ayudado en el manejo de un buen número de afecciones humanas. Conforme los investigadores se preparan con miras al futuro, los habitantes de los arrecifes de coral presentan nuevos rumbos para proceder contra enfermedades importantes, como lo es el cáncer. También se considera que las especies arrecifales contienen compuestos que pueden utilizarse para mitigar o prevenir la diversidad de otros padecimientos que incluyen la psoriasis, la artritis, el control del dolor, la hipercolesterolemia, la hipertensión arterial, las úlceras, infecciones bacterianas, heridas en general, el bocio y otras enfermedades glandulares, las alteraciones en la coagulación, e incluso el estreñimiento y las quemaduras por el sol.
FIANCIAMIENTO PARA LA INVESTIGACIÓN DE MEDICINA MARINA
Para adquirir estas substancias, expediciones marinas con fines farmacéuticos se han puesto en marcha las alrededor del mundo. El procedimiento de introducir un nuevo medicamente en el mercado es largo y costoso; la industria farmacéutica informa que puede tardar de 15 a 20 años, y su costo puede ser tanto como $800 millones de dólares. Primero, deben recolectarse los compuestos, luego extraerse y posteriormente aislarse o purificarse para efectuar estudios en laboratorio. Los investigadores emplean técnicas de selección para evaluar la actividad terapéutica e identificar los químicos específicos y responsables para la actividad deseada. Se utiliza la síntesis orgánica para asegurar una disponibilidad ilimitada. Si los resultados de los estudios preliminares son positivos, se llevan a cabo pruebas clínicas en humanos y la compañía solicita una patente. Pharmaceutical Research and Manufacturers of America (Investigadores y Fabricantes Farmacos de Norteamérica, PHRMA) destaca que por cada 5,000 compuestos nuevos que pueden tener potencial biomédico, sólo cinco llegan a los ensayos clínicos, y sólo uno recibe la autorización final para uso comercial en pacientes.
Debido al costo descomunal de la farmacología marina, la investigación de medicina marina y su desarrollo por lo general se realiza a través de una asociación entre dependencias gubernamentales, institutos dedicados a la investigación y empresas privadas. Las empresas farmacéuticas juegan un papel fundamental no sólo subvencionando el costo de la investigación sino también proporcionando la experiencia comercial para poder navegar a través del extenso y costoso sendero que es introducir nuevos productos al mercado y hacerlos redituables.
China, Japón, Colombia y Brasil realizan intensas investigaciones en medicina marina, y la Unión Europea recientemente aprobó un presupuesto de €8 millones ($10.7 millones) para este rubro. En los E.U.A., el Programa Nacional de Investigación Submarina de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA, por sus siglas en inglés) es la fuente principal para la investigación de medicina marina, y su presupuesto es bastante limitado. Sin embargo, en virtud de que muchos de los compuestos marinos que se pretende encontrar son medicamentos contra el cáncer, el Instituto Nacional contra el Cáncer (National Cancer Institute; NCI por sus siglas en inglés), perteneciente a los Institutos Nacionales de Salud (NIH), provee financiamiento adicional. La investigación en medicina marina más extensa en los E.U.A. es la que se realiza en el Instituto de Oceanografía Scripps en California, la División Harbor del Instituto Oceanográfico en Florida, la Universidad de California en Santa Cruz, y las Universidades de Mississippi y de Alabama.
La lista de empresas privadas que gastan miles de millones de dólares para obtener medicinas marinas milagrosas, son una serie de compañías farmacéuticas que se pueden encontrar en "Who's Who" ("Quién es Quien") de la revista Fortune 100 de los EUA. Pfizer Inc., Johnson & Johnson, Merck & Co. Inc. y Laboratorios Abbott, son las cuatro más grandes y las que más gastan; asimismo, Novartis, Aventis, Eli Lilly, Inflazyme Abbott, Wyeth y Taiho Pharmaceuticals han invertido fuertes cantidades de recursos. Incluso la empresa Estée Lauder, el gigante de productos cosméticos, tiene particular interés en la farmacología marina; utiliza un químico antiinflamatorio de un abanico de mar en uno de sus productos de mayores ventas para cuidado de la piel.
LOS HABITANTES DEL ARRECIFE DE CORAL EN LA FARMACIA SUBMARINA
Pez globo (Diodon holocanthus)
Los arrecifes de coral no sólo están compuestos de corales y de las estructuras físicas de sus restos, sino también de millones de organismos vivos que incluyen peces, plantas marinas, esponjas, moluscos, algas y muchos más. De aquellos químicos que han sido extraídos de la vida marina hasta el momento, biológicamente hablando, los más potentes son los de criaturas primitivas tóxicas que los utilizan para autoprotección. Algunos residentes del arrecife que son de particular interés son los invertebrados tales como las esponjas, los tunicados, briozoos y octocorales u octocoralarios, que se encuentran permanentemente adheridos a alguna superficie. Considerando que son inmóviles, les es necesario producir compuestos para atraer presas o para repeler depredadores, para la reproducción y para otros fines. Se ha descubierto que muchos de estos químicos tienen propiedades antibióticas, antiinflamatorias y antitumorales, por lo que son altamente apreciados por las compañías farmacéuticas.
Las especies venenosas tales como el pez piedra, las víboras de mar, las medusas, caracoles cónicos y el pez globo, contienen algunos de los compuestos más tóxicos conocidos por el hombre. Los compuestos químicos que estos organismos presentan están siendo estudiados, y algunos ya han sido utilizados para desarrollar medicamentos y cosméticos. A continuación presentamos una reseña de algunos de los principales descubrimientos, hasta la fecha, procedentes de la "farmacia submarina".
ALGAS
Abanico de mar, o gorgonia (Gorgonia flabellum) y algas
La diversidad del tamaño de las algas es desde los organismos unicelulares microscópicos hasta el Kelp gigante (alga parda) de 150 pies de largo. En el año 1981 los investigadores de la Escuela de Salud Pública de Harvard descubrieron que alimentar a animales de laboratorio con Laminaria spp (un genero de kelp o alga parda) los inmunizaba contra tumores de mama malignos. Los farmacólogos en la Escuela de Medicina John A. Burns en Honolulu descubrieron que el Kelp Undaria pinnatífida, comúnmente conocido como wakame, al ser inyectado a ratones, enriquecía la actividad de células inmunológicas ayudando a prevenir e incluso curar el cáncer de pulmón. Los médicos en la Escuela de Medicina Johns Hopkins consideran que un acido de ciertos tipos de algas asemeja la substancia transmisora que activa las células nerviosas animales, y esperan aplicarlo en estudios de trastornos neuromusculares.
Las toxinas de ciertas algas fueron conocidas por los seres humanos desde los remotos tiempos de Egipto. En el Antiguo Testamento, Moisés describió que las aguas se convirtieron en sangre y se tornaban pestilentes por los peces muertos. Los científicos de la actualidad especulan que la descripción de Moisés se refería al incidente conocido hoy como "marea roja," durante la cual ciertos dinoflagelados rojizos alcanzaba tales proporciones que mataba a los peces del agua consumiendo el oxigeno disponible,y produciendo un neurotoxina que hace que los crustáceos (que se alimentan por filtración) se tornen venenosos para el ser humano. Se ha descubierto que esta misma toxina inhibe el desarrollo de la gran mayoría de las bacterias, y actualmente se está utilizando en forma experimental para combatir enfermedades bacterianas.
La empresa Martek Biosciences Corp. está estudiando otro derivado de las algas; un ácido graso atípico similar al que se encuentra en la retina y en la materia gris del cerebro. Su uso comercial inicial sería como un agente conservante en las fórmulas para lactantes. Los farmacólogos marinos también han extraído ácido algínico de algas y sargazo, creando sales (alginatos) con una gran variedad de propiedades medicinales. Algunas ayudan a que las tabletas se disuelvan de manera más rápida en el estómago. Otras forman el componente básico de los fármacos anticoagulantes (laminarina sulfatada) y de preparaciones utilizadas para ayudar a controlar el sangrado (alginato de calcio). El alginato de sodio tiene la estimulante habilidad de reducir la absorción del estroncio radioactivo en los humanos hasta aproximadamente 90 por ciento, que es el derivado más peligroso de una fuga radioactiva,.
PECES GLOBO
Considerados un manjar en Japón, en donde se le conoce como "fugu," el pez globo es otro portador de una potente neurotoxina marina. Los Chefs deben son entrenados exhaustivamente con el objeto de aprender la preparación del platillo de manera tal que sea segura para su consumo. Los peces globo contienen tetrodotoxina (TTX), un poderoso agente que bloquea los músculos, nervios y otras células excitables y que es 275 veces más poderoso que el cianuro. La piel, las gónadas y las visceras del pez globo también son fatales para los humanos, ya que la muerte puede ocurrir tan solo 15 minutos después de haberlas ingerido. Por extraño que parezca, esta misma mortal toxina se encuentra disponible comercialmente en medicamentos antiespasmódicos para personas que padecen trastornos convulsivos y al parecer también ayuda a mitigar la agonía producida por el cáncer terminal.
CARACOLES CONO
Caracol Cono (Conus sp.)
Los caracoles Cono (nombre del género, y dado por su forma cónica), son criaturas de bellos diseños que la mayoría de los buzos saben que no deben tocar. Los caracoles Cono se defienden de sus atacantes expulsando un diente modificado que contiene un poderoso veneno. Esta suerte de dardo venenoso penetra dentro de la piel del depredador inyectando su letal toxina. La toxina es un relajante muscular que deprime el centro respiratorio y potencialmente detiene la respiración. Los científicos en la Universidad de las Filipinas descubrieron que una proteína dentro de la toxina del caracol Conus geographus interfiere con las funciones nerviosas de tal manera que le hace ser un potencial analgésico contra el dolor. Los derivados de esta toxina están siendo utilizados en pacientes cuyos músculos se encuentran en un estado convulsivo o que sufren daños en el sistema nervioso.
Los farmacólogos filipinos también han descubierto un veneno de caracol cónico que es 1,000 más potente que la morfina y que sería útil para el tratamiento de ciertos tipos de dolores crónicos. El medicamento obtenido del caracol, Prialt™, fue desarrollado por Elan Corp., y posteriormente vendido a la empresa Azur Pharma. El Prialt impide la transmisión nerviosa en la médula espinal y crea un bloqueo de las señales del dolor antes que las mismas lleguen al cerebro. Los científicos predicen que muchas más toxinas podrían terminar siendo componentes activos de medicamentos, puesto que se conocen más de 500 especies de este animal.
LAMPREAS
La lamprea es una criatura interesante por el hecho que cuenta con tres corazones, y que sólo uno es controlado por conexiones directas al cerebro. El químico eptatretina estimula y coordina los latidos de los otros dos corazones. Cuando se da eptatretina a ratones que padecen de daños a los nervios cardiacos, se restablece un latido regular del corazón. Los investigadores están estudiando la posibilidad de utilizar eptatretina en lugar de los marcapasos monitoreados electrónicamente en humanos que padecen latidos irregulares o deficientes del corazón.
MOLUSCOS
Ostra espinosa (Spondylus varians)
En tanto que muchos moluscos como las almejas, ostiones y callos de hacha o vieiras se consideran productos gastronómicos, algunos moluscos contienen extractos que son fármacos antivirales efectivos. Estos han demostrado que protegen a ratones de laboratorio infectados con virus de la influenza y virus de la polio. Un extracto de la almeja quahog ayuda a encoger tumores, y un extracto un mejillón neozelandés de labios verdes tiene gran demanda por sus supuestos efectos benéficos para padecimientos artríticos. Incluso las menospreciadas babosas marinas tiene su valor; los científicos que las estudian consideran que su sistema nervioso contendría claves que contribuyen a una mayor comprensión del trastorno bipolar.
CORALES
Los corales pétreos crean estructuras calcáreas que de alguna manera semejan esqueletos humanos. Después de pasar a través de una modificación química, los corales son utilizados exitosamente como injertos óseos, principalmente en la cara y cráneo. El Plexaura homomalla, un coral blando o abanico de mar, es una especie particular de coral que parece ser muy prometedor. Las capas externas de estos corales contienen prostaglandinas, que son químicos que estimulan muchas funciones fisiológicas en los humanos tales como las contracciones del útero durante el parto. La especie Plexaura homomalla contiene la mayor concentración conocida de prostaglandinas en la naturaleza.
Una especie de coral abanico, el Pseudopterogorgia elisabethae, produce compuestos llamados pseudopterosinas que han demostrado reducir inflamaciones y cicatrizar heridas. Son capaces de moderar la actividad de la enzima principal que interviene en la respuesta inflamatoria, y ésta podría ser mucho más efectiva que la misma hidrocortisona. Es posible que algún día las pseudopterosinas se conviertan en componentes integrales de fármacos utilizados para el tratamiento de padecimientos tales como la psoriasis, las quemaduras por el sol y la artritis. Los farmacólogos del Instituto Scripps y de la Universidad de California en Santa Bárbara tienen la patente de los fármacos de pseudopterosinas, y han autorizado a una empresa biotecnológica, Nereus Pharmaceuticals, para que procedan a investigar la capacidad de las mimas. La habilidad de las pseudopterosinas para proteger una proteína de la dermis llamada elastina, ha llevado a Estée Lauder a incluirla en los productos "Resilience" para el cuidado de la piel. Otro derivado del coral, la eleuterobina, fue descubierta hace varios años en las costas de Australia. Proviene de un coral blando en forma de pepinillo moteado y amarillo. La eleuterobina parece detener el crecimiento de tumores malignos al unirse a una proteína llamada tubulina, desestabilizando la división celular.
ESPONJAS
las poríferas (esponjas) son las superestrellas de la farmacia del mar. La esponja barba de Moisés, uno de los organismos multicelulares más antiguos conocidos en el mundo, está siendo utilizada para realizar pruebas de fármacos en el combate de enfermedades humanas. Esto es posible debido a que las células de la esponja se agrupan cuando se encuentran bajo tensión; en forma similar a la respuesta que los glóbulos blancos de los humanos responden a la artritis reumatoide y a la gota. El compuesto antiviral idoxuridina y el compuesto antitumoral arabinosilicitidina fueron desarrollados de los compuestos descubiertos en una esponja de las Antillas, y ambos son ampliamente utilizados en la medicina occidental. El manoalide es un antiinflamatorio que se deriva de la esponja gris incrustante. La halicondrina, otro compuesto obtenido de las esponjas, muestra actividad contra la leucemia y melanoma.
La Discodermia dissoluta, una esponja a la cual se le encuentra en las Bahamas, contiene un químico que es un efectivo inmunosupresor, y otros miembros de la familia de las esponjas contienen químicos que se utilizan experimentalmente como analgésicos y agentes antiinflamatorios. Los científicos de la División Harbor del Instituto Oceanográfico han aislado una substancia proveniente de esponjas Discodermia spp. que se encuentran en aguas profundas, la cual inhibiría la proliferación de células cancerosas. El instituto ha autorizado el uso de este compuesto a los laboratorios Novartis, y en la actualidad se encuentra etapas avanzadas de pruebas preclínicas.
BRIOZOOS
Otro prometedora protagonista en la biotecnología marina es la sustancia conocida como briostatina, un fármaco utilizado en el combate contra el cáncer que proviene del briozoo Bugula neritina, un invertebrado común conocido comúnmente como "moss animal" ("animal musgo, o musgoso." El organismo se desarrolla en aguas superficiales en casi todos mares, sin embargo sólo se sabe de tres poblaciones de Bugula que realmente producen la briostatina 1, un potente fármaco que interviene en docenas de ensayos clínicos como un tratamiento para todo, desde la leucemia hasta cáncer de riñón. La Briostatina ha pasado por las pruebas iniciales de seguridad y en la actualidad los laboratorios Bristol-Myers Squibb están realizando ensayos en seres humanos. Por ahora, los médicos que trataban con el compuesto están determinando las dosis adecuadas. Una vez que esto se haya realizado, se formularán pruebas a gran escala que finalmente llevarían al uso general del medicamento.
ASCIDIAS, TUNICATOS O UROCORDATOS
Tunicatos, también conocidos como ascidias (Ascidiacea sp.)
Los científicos han hallado diversos y prometedores fármacos originados de criaturas marinas conocidas como tunicatos. Los tunicatos, también conocidos como ascidias o urocordatos, son un grupo de organismos marinos que pasan la mayor parte de sus vidas adheridos a estructuras como muelles, rocas o cascos de embarcaciones. Para el ojo inexperto no son nada más que pequeñas y coloridas masas informes, sin embargo evolutivamente se encuentran más estrechamente relacionados con los vertebrados como nosotros, que con otros animales invertebrados. Un tunicato que habita los arrecifes coralinos y los mangles en las Antillas resultó ser la fuente de un fármaco experimental contra el cáncer llamado ecteinascidina. Pharma Mar, una empresa farmacéutica situada en España, es ahora la titular del registro de la ecteinascidina 743 (trabectidina, Yondelis®), que en el mes de septiembre del año 2007 obtuvo la autorización de la Unión Europea para aplicarse en el tratamiento de pacientes con sarcomas avanzados en tejidos blandos (tumores de músculos, tendones y tejidos de soporte).
APOYANDO LA CONSERVACIÓN DE LOS ARRECIFES CORALINOS
La riqueza de los milagros farmacéuticos que se están descubriendo en los arrecifes de coral hace imperiosa la necesidad de regulación y conservación de este ecosistema.
Pez ángel Real (Pygoplites diacanthu) y corales blandos
Además de los cambios climáticos, factores antropogénicos tales como la contaminación marina, niveles elevados de dióxido de carbono y acidez, métodos de pesca perjudiciales y la destrucción del hábitat están afectando gravemente la salud de los ecosistemas coralinos. Los sistemas arrecifales son altamente susceptibles a estos impactos, y la proporción de algunas especies ha comenzado a declinar, degradarse o a migrar. Sylvia Earle, actual miembro de la junta directiva de DAN (DAN Board of Directors), y quien anteriormente estuviera a cargo de la jefatura científica en NOAA y una entusiasta defensora de la conservación marina, manifestó: "Aproximadamente 95 por ciento de los océanos del mundo aún no han sido explorados, así que es posible que perdamos una cantidad importante de organismos marinos, ¡sin siquiera saber que estos existían!".
Es un hecho que la falta de acción para preservar los arrecifes de coral dará como resultado una pérdida devastadora de la biodiversidad, lo que a su vez también significa una menor cantidad de especies para la investigación médica a futuro. No obstante, con una adecuada regulación y conservación de estos recursos, los arrecifes de coral continuarán produciendo importantes y nuevos adelantos, y las perspectivas son intrigantes. Las medicinas provenientes del mar y, particularmente de los arrecifes de coral, son armas que apenas han comenzado a descubrir los científicos que prometen ser muy poderosas para la lucha contra enfermedades y que están siendo esencialmente desaprovechadas.
Organismos Reguladores
Debido a la gran cantidad de proyectos que se encuentran en desarrollo para extraer los compuestos farmacéuticos de los arrecifes de coral, es necesario establecer protocolos responsables para la exploración. Como tales, la actuación de los organismos reguladores, incluyendo NOAA y la Oficina de Conservación Marina (OMC, por sus siglas en inglés) es importante. La OMS pertenece a la Dirección de Asuntos del Océano, del Medio Ambiente Internacional y Científicos del Departamento de Estado, y en esta recae la responsabilidad de dictar la política estadounidense respecto a asuntos internacionales que conciernen al manejo de recursos marinos vivos. La Dirección de Pesca y Fauna Silvestre de los E.U.A. también protege los recursos marinos, y todos los estados de los E.U.A. cuentan con organismos de supervisión. A nivel internacional existen leyes que prohíben la contaminación marina, y el tratado de la CITES (Convención sobre Comercio Internacional en Especies de Flora y Fauna Silvestre en Peligro de Extinción) prohíbe la explotación o importación de especies en peligro de extinción. Asimismo, la mayoría de los países cuentan con legislaciones para la protección de sus propios recursos marinos.
© Alert Diver — 1er Trimestre 2012
http://www.alertdiver.com/?articleNo=859
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