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Drogas del mar

Anonim


por Rosie Mestel

Un plato lleno de bacterias extraídas de los sedimentos del océano. Serán evaluados por su capacidad para combatir infecciones.
(Fotografía de Michael Sexton)
Fuera de la Institución de Oceanografía de Scripps en La Jolla, California, las vistas, los sonidos y los olores son todo un paraíso costero: brisas saladas, olas verdes azules que se estrellan, muelles pintorescos, incluso personas que luchan contra las gaviotas de sus hamburguesas mientras el viento azota las servilletas lejos. En el interior, en el laboratorio del biólogo William Fenical, es un adiós a los encantos del mar y hola a los malolientes y fangosos, a los espeluznantes y arrastrados, al mundo repugnante y fascinante de las criaturas sacadas del océano., molido, y tirado en cada enfermedad espantosa que se pueda imaginar.
Este es el botiquín del próximo milenio: montículos tambaleantes de platos llenos de agar asfixiados con crecimientos verdosos borrosos, matraces llenos de caldo nutriente marrón cubierto con moho gris, cubiletes que lucen pálidos, erupciones fofas como tortillas que se cocinan en la cocina del infierno . ¿Qué se está gestando en estos potes potes? Guisos de insectos: hongos y bacterias que alguna vez vivieron en los sedimentos del océano, la madera podrida, las malas hierbas, los corales, las esponjas y los pastos. Aunque no es atractivo, cualquiera de estos contenedores puede albergar un nuevo medicamento contra el cáncer o un compuesto para eliminar algunos de los virus más terroríficos conocidos por la humanidad.
La búsqueda de Fenical puede ser crítica para el futuro de la medicina. Necesitamos nuevas drogas. Los días de gloria de los antibióticos han terminado. Bacteria tras bacteria está ganando resistencia a nuestro arsenal. Los doctores están desesperados por compuestos para atacar el cáncer, el Alzheimer, el SIDA y una larga lista de otras enfermedades para las cuales existen tratamientos limitados y no hay curas. Desde ese día trascendental en 1928, cuando Alexander Fleming notó por primera vez que un moho común que entraba a través de una ventana abierta evitaba que las bacterias del estafilococo crecieran en una placa de Petri, su descubrimiento de la penicilina, los investigadores han estado buscando lugares cada vez más exóticos para la próxima cepa. de antibioticos. La búsqueda se ha intensificado en vertederos, fosas sépticas, pantanos, vertederos de productos químicos y pilas de basura.

Los arrecifes están repletos de vida: sabemos de 93, 000 especies de arrecifes y sospechamos que el total es de casi un millón.
(Foto © Clay H. Wiseman)

Pero los retornos están disminuyendo rápidamente. "En los viejos tiempos podías pasear por un maizal o subir por un bosque, tomar pequeñas muestras de tierra, traerlas de vuelta al laboratorio, y ¿qué sabes? Has encontrado microorganismos que producen estreptomicina o actinomicina. o vancomicina ", dice Fenical, que es el director del Centro Scripps para Biotecnología Marina y Biomedicina. "Hoy, cuando haces eso, encuentras lo mismo que la estreptomicina, la actinomicina o la vancomicina. De todo lo que encuentras, el 98 por ciento resulta ser algo que has encontrado antes. Es costoso; es costoso; ineficaz. Y cuando se observa un gráfico y se ve que la resistencia a las enfermedades aumenta y el descubrimiento de fármacos disminuye, también es aterrador ".
El laboratorio de Fenical de mezclas extrañas puede ser una prueba de su convicción de que los cazadores de drogas necesitan buscar en nuevos lugares. Su respuesta es sorprendentemente simple: buscar en el mar. Desde la década de 1980, ha estado sumergiéndose en el océano para encontrar la próxima ola de medicamentos. Ya él y sus colegas han sacado a la luz algunos candidatos prometedores: sustancias químicas que alivian la hinchazón, de los encantadores organismos tropicales llamados plumas marinas; un compuesto de un bulbo de coral blando amarillo que interrumpe la división celular en las células cancerosas, como el taxol, el medicamento contra el cáncer de mama derivado de los tejos; y proteínas que matan el virus de los mohos del océano que viven en las hierbas marinas.

"Crecí en el medio oeste, dice William Fenical, sosteniendo un abanico de mar que tiene propiedades antiinflamatorias, " pero incluso cuando era niño, me interesaba el agua. "Como adulto, Fenical combinaba su amor por la vida marina. y el buceo con un doctorado en química orgánica.
(Fotografía de Michael Sexton)
Fenical no está solo en este esfuerzo. A pocas puertas de su laboratorio, el químico John Faulkner ha estado en el negocio aún más tiempo, arrastrando moléculas de esponjas que podrían combatir el cáncer, matar virus o ayudar a los científicos a comprender mejor cómo crecen y se dividen las células de nuestro cuerpo. En los laboratorios de todo el mundo, la búsqueda en esta nueva frontera se ha intensificado. Hoy en día, la lista de posibles fármacos anticancerosos en la Rama de Productos Naturales del Instituto Nacional del Cáncer incluye más candidatos del océano que de la tierra. Varias drogas prometedoras del mar que podrían usarse para tratar la leucemia, incluida una de una criatura llamada Bugula, que se adhiere a la parte inferior de los botes, están involucradas en ensayos en humanos.
El océano es, con mucho, el principal hábitat del planeta: es el 70 por ciento de la superficie de la Tierra, "explica Fenical." Está repleto de organismos únicos. Más de la mitad de los organismos en el océano ni siquiera ocurren en la tierra ".
Esa es la buena noticia. La mala noticia es que es difícil saber dónde mirar. Cuando se trata de la vida marina, la rica historia de la etnomedicina no proporciona casi ninguna pista. También hay un precioso romance. Encontrar nuevos compuestos es un proceso laborioso de prueba y error, de recolección, trituración y prueba. Sin embargo, Fenical y sus colegas han ideado estrategias para limitar su búsqueda.
La primera estrategia es ir a un lugar donde la vida sea diversa y concentrada, como un arrecife en el Caribe. Un ambiente rico en vida marina es más probable que produzca especímenes variados. El siguiente paso es tratar de reunir lo que no se ha estudiado antes. "Ni siquiera te preocupes por esto", dice la estudiante graduada Helene Vervoort, señalando la imagen de una mancha verde extraña y esparcida, un chorro de mar más bien llamado Lyssoclinum bistratum. Ella recuerda haberlo levantado la primera vez que se lanzó, solo para ser recibida de nuevo en el bote con "¡Dios, esa cosa verde otra vez!"
Los corales duros tampoco son de mucha utilidad. Incluso si no fueran de crecimiento lento y con frecuencia fuera de los límites debido a las leyes ambientales, están bien protegidos en virtud de su dureza. Y la dureza no es el tipo de defensa que buscan los investigadores. Quieren refugiarse en criaturas que usan químicos, no armaduras, para defenderse. "Prestamos mucha atención a la ecología", dice Vervoort. "Podríamos decir:" Bueno, este es interesante; no crecen bacterias ni algas, no hay otros organismos que se asientan en él, esa cosa debe estar produciendo algo para mantenerse limpia. 'O podríamos encontrar un animal que parezca delicado, y uno pensaría que sería una buena fuente de alimento para los peces, pero no se está comiendo' '.
Fenical sospecha que las criaturas cargadas con moléculas biológicamente activas, del tipo que necesitan para defenderse químicamente, podrían ser las fuentes más ricas para todo tipo de drogas, muchas de ellas con usos impredecibles. Tomemos el extraño caso de un glorioso abanico de plumas llamado Pseudopterogorgia elisabethae. (Si bien esta criatura se ve muy bien bajo el agua, cuando se seca, se parece más a bandas de goma rosadas desgastadas). "Si pones un poco de atún en el arrecife, los peces vienen de todas partes y se han ido". dice fenical "Pero si muele este animal y mezclo un poco de extracto con el atún, el pez subirá, tomará un bocado y se irá" ¡Yuck! "De ninguna manera lo comerán".
Resulta que parte del arsenal químico de los fanáticos del mar es una familia de moléculas llamadas pseudopterosinas, descubierta por Fenical y Bob Jacobs, un farmacólogo de la Universidad de California en Santa Bárbara. Las pseudopterosinas hacen más que hacer que los peces quieran vomitar. En las personas, alivian la inflamación causada por quemaduras solares o sustancias químicas irritantes. Lo hacen refrenando una enzima clave involucrada en la inflamación, y lo hacen con más poder que la hidrocortisona. La psoriasis, las quemaduras solares y la artritis involucran inflamación, y una o más de las pseudopterosinas podrían ser algún día el medicamento de elección para tratar estas aflicciones. Una compañía de biotecnología con sede en La Jolla, Nereus Pharmaceuticals, tiene una licencia de Fenical y Jacobs, que posee la patente de los medicamentos pseudopterosin, para investigar su poder.
Fenical, por su parte, considera que un extracto de abanico de mar podría ser excelente como aditivo para la pasta de dientes o para calmar las encías inflamadas. El extracto ya está siendo añadido a la cosmética. La etiqueta de la crema facial Estee Lauder's Resilience enumera a P. elisabethae como un ingrediente activo, una adición que tiene cierto sentido: la exposición al sol provoca una cascada inflamatoria en la piel, y si el extracto limita la inflamación, también podría limitar el daño solar.
Por supuesto, la esperanza es ganar el premio gordo con drogas mucho más fuertes. El estudiante graduado Akkharawit Kanjana-Opas, que ha venido de Tailandia a estudiar microbios marinos con Fenical, muestra cómo realiza la detección de la potencia medicinal. En su mano sostiene un frasco con un rastro de pegote verde aceitoso, todo lo que queda de litros y litros de un hongo triturado etiquetado crípticamente CNK827, solo una de las 3, 000 muestras de hongos oceánicos que ha examinado. Miles más seguirán.
En su escritorio, junto a un cuaderno perfectamente etiquetado "Hongos marinos aislados de muestras de manglares", se encuentra un plato cuadrado lleno de 96 comederos en 12 filas ordenadas. En cada canal, Kanjana-Opas pipetea una gota de Candida albicans, una levadura que causa enfermedades. Luego entra una gota de un bonito tinte llamado azul alamar. Si las células de levadura comienzan a crecer, el líquido se volverá rojo.
Luego viene un extracto, en este caso un hongo dragado de sedimentos en un bosque de manglares costeros pantanosos. Una muestra entra en la primera fila. En las otras siete filas van cada vez más muestras diluidas del mismo brebaje. Cuando se llenan todos los canales, la placa se coloca en la incubadora durante la noche. Por la mañana, Kanjana-Opas sabrá si alguna de sus muestras es prometedora como asesinos. La mayoría de los canales serán de color rosa, lo que indica que el extracto no ha hecho mucho. Los candidatos prometedores serán azules, lo que demuestra que mataron a la levadura en una concentración razonablemente diluida. El mismo método se usa para detectar compuestos que podrían funcionar en células cancerosas o herpes.
Si aparece un candidato prometedor, hay muchos más pasos. En el caso de un potencial asesino de cáncer, los investigadores prueban el medicamento contra un conjunto de diferentes líneas celulares desarrolladas por el Instituto Nacional del Cáncer y derivadas de los cánceres de colon, cáncer de mama, leucemias y otros. El truco es descubrir los medicamentos que matan a una variedad de células cancerosas pero que no dañan las células sanas. Luego, el compuesto debe ser purificado, su estructura molecular debe ser determinada, y una compañía farmacéutica o el Instituto Nacional del Cáncer deben decidir financiar las pruebas en animales. Finalmente, el medicamento debe ser probado en personas. En cualquier etapa, las pruebas pueden descartarse, y por razones tan simples como que el fármaco es demasiado tóxico o demasiado débil.
Si bien ese resultado es común en el negocio de desarrollo de drogas, Fenical está entusiasmado con una sustancia que descubrió hace varios años, llamada eleutherobin, en un remoto mar poco profundo frente a la costa de Australia. Viene de un suave coral moteado con forma de pepinillo amarillo. Eleutherobin impide que los tumores malignos crezcan de la misma manera que lo hace el taxol, al unirse a una proteína llamada tubulina y alterar la división celular. Varios otros compuestos en desarrollo muestran un comportamiento similar, incluido uno extraído de una esponja y otro de un coral mediterráneo.
La némesis continua de la experimentación con drogas marinas es el suministro: obtener suficiente material para probar, y mucho menos producir, una droga. En el caso de eleutherobin, los investigadores tuvieron suerte. En 1997, un grupo encabezado por el químico KC Nicolaou en el Instituto de Investigación Scripps logró fabricar el medicamento en el laboratorio, utilizando materiales de partida baratos: cardamomo y eneldo.
En muchos casos, es simplemente demasiado difícil hacer un medicamento desde cero. La química es demasiado complicada. ¿Entonces que? Los microbios se pueden cultivar en cubas si los investigadores pueden descubrir qué alimentarlos, pero otras sustancias pueden resultar más difíciles de reproducir. Cuando los investigadores se interesaron en la halicondrina B, un prometedor producto químico contra el cáncer de una esponja conocida como "viscosa amarilla", tuvieron que recolectar una tonelada métrica de esponjas para obtener 300 miligramos de medicamento, la cantidad necesaria para comenzar las pruebas preliminares . Nunca habrían podido hacerlo si el Instituto Nacional del Cáncer no hubiera publicado un "¡Ayuda! ¿Dónde podemos encontrar más llamas amarillas?" Para los biólogos marinos. Se corrió la voz de que la esponja prospera en la costa de Nueva Zelanda. Ahora los investigadores están tratando de cultivar la planta en el puerto de Wellington.
Otra criatura, llamada Bugula (el clinger del barco), también está bajo cultivo. El organismo crece en aguas poco profundas casi en cualquier lugar, sin embargo, solo tres poblaciones conocidas de Bugula en realidad producen briostatina 1, una potente droga que participa en docenas de ensayos clínicos como tratamiento para todo, desde leucemia hasta cáncer de riñón. Bugula puede crecer en cubas en tierra y en el océano en una malla de alambre. A pesar del progreso reciente, ninguna droga marina ha llegado a la plataforma de la farmacia. Eso, sin embargo, no es ninguna sorpresa. Pasaron más de dos décadas, desde la recolección de la corteza del yew del Pacífico hasta la aprobación de la FDA para el tratamiento del cáncer de mama y ovario, hasta que el taxol llegó al mercado. Y Fenical no se desanima. De hecho, le apasionan las posibilidades: "Si necesitamos nuevos medicamentos, ¿a dónde vamos a ir? ¿Espacio? No." Se detiene y agita su mano de manera expansiva por la ventana hacia el gran azul del Pacífico. "Está sentado allí. Es diverso como el infierno. Y nos está esperando".


Los investigadores
William Fenical
RobertJacobs
Instituciones
Centro de biotecnología marina y biomedicina en el Instituto Scripps de Oceanografía
Rama de productos naturales en el Instituto Nacional del Cáncer
Centro para la Evaluación e Investigación de Medicamentos en la Administración de Alimentos y Medicamentos
Información Farmacéutica
ResistanceWeb en el hospital Millard Fillmore
Historia de las noticias sobre drogas oceánicas de The Scientist (Universityof Pennsylvania)
"Drugsof the Deep " de la revista FDA Consumer Magazine

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