iD-Speech: La biodiversidad ecuatoriana al servicio de la humanidad.

Las especies anfibias constituyen una fuente de metabolitos y sustancias químicas con una gran capacidad de aplicación en investigación, medicina, salud y más. En el Ecuador se realizan investigaciones basadas en el análisis de la secreción cutánea de ranas con potencial uso antimicrobiano y anticancerígeno. ¿Qué enigma esconde la piel de las ranas ecuatorianas? A continuación, te contamos.

¿Por qué emplear la secreción cutánea de las ranas en la medicina moderna?

Los anfibios están distribuidos en todas las regiones del mundo, exceptuando aquellas donde las condiciones climáticas son extremas como el Ártico, la Antártida y los desiertos [1]. Actualmente, en Ecuador se registran 629 especies de ranas de las cuales 261 son endémicas, además el país ocupa el primer lugar en el mundo por poseer el mayor número de especies de anfibios por metro cuadrado. Esta noticia nos llena de orgullo y responsabilidad ya que si una especie se extingue esta desaparecerá del planeta.

Uno de estos compuestos químicos que ha llamado el interés de la comunidad científica es la “epibatidina”, que tiene naturaleza alcaloide, y actúa como un poderoso analgésico, ¡250 veces más potente que la morfina!, que a diferencia de esta última no posee efectos sus adictivos. También hay indicios de los posibles efectos benéficos en la protección del sistema nervioso frente a enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y Parkinson. ¡Una buena noticia!

Más evidencia señala que los péptidos de estos anfibios tienen propiedades biológicas con características anticancerígenas, antivirales, inmunomoduladoras y antidiabéticas, según un artículo publicado en el año 2014 por Michael Conlon [2]. Es entorno a esto, que Miryan Rivera y su grupo de investigación están realizando estudios con la finalidad de obtener, descifrar y fortalecer la información sobre la actividad antifúngica, antibacteriana, anticancerígena y antiparasitaria de estos compuestos.

Estas ranas sintetizan “biomoléculas” en sus glándulas cutáneas y las excretan a través de la piel. Estas biomoléculas constituyen un arsenal químico conformado principalmente por alcaloides, tetrodotoxinas, aminas biogénicas, bufadienólidos y péptidos propios de cada especie.

Obtención de las secreciones cutáneas y ensayos

Antes de iniciar los experimentos con las sustancias químicas de la piel de las ranas, estas deben ser identificadas y aisladas. Para ello los anfibios deben ser estresados mediante estimulación eléctrica, se recoge las secreciones cutáneas y de ellas se aíslan los compuesto bioactivos.

Con mayor detalle, En la identificación de péptidos específicos responsables de bioactividad se aplican dos métodos que incluyen la cromatografía y el clonaje molecular. Primero se identifican los péptidos mediante la técnica de cromatografía liquida de alta resolución (HPLC), para luego separarlos de la secreción total mediante el colector de fracciones. A continuación se evalúa la composición química de cada uno de ellos por medio del espectrómetro de masas.

Otra alternativa es el clonaje molecular. La idea es partir de ARNm, el cual está presente en la secreción liofilizada; mediante RT-PCR se amplifica este material genético con el fin de construir las librerías de ADNc. Finalmente se hace el secuenciamiento de nucleótidos que permite conocer los aminoácidos de los péptidos y con ello se los sintetiza. Estos se purifican mediante HPLC y se procede a la verificación mediante espectrometría de masas MALDI-TOF.

Finalmente, las sustancias son liofilizadas y almacenadas, a -20 °C, hasta su uso en antibiogramas con discos impregnados.

En los ensayos realizados hasta ahora, los resultados de los antibiogramas han demostrado la inhibición de crecimiento bacteriano [3]. Esta propiedad antimicrobiana de los péptidos aislados viene dada por sus características catiónicas y anfipáticas, además son capaces de formar hojas alfa o beta plegadas o cíclicas. El mecanismo de acción antimicrobiana se basa en el modelo “barrel-stave”, que consiste en formar poros en la membrana plasmática bacteriana, provocando la lisis celular gracias a la interacción entre las cargas positivas del péptido y la carga negativa de la bicapa lipídica del microorganismo.

El beneficio potencial de estos péptidos recae en la posible capacidad de hacer frente a un problema actual, la resistencia bacteriana, causante de alarma mundial y la tercera causa de morbilidad durante el 2014 en el Ecuador.

Por otro lado, un mecanismo similar se ha observado en el actuar de estos péptidos sobre células cancerígenas dado que estas poseen lípidos aniónicos en su membrana, tienen una mayor fluidez y una mayor superficie celular. Si el péptido con carga positiva interactúa con la membrana celular tumoral se obtienen efectos similares a los que ocurren en bacterias, favoreciendo al paciente.

Una investigación, cuyo objetivo fue la evaluación in vitro de la actividad anticancerígena de la secreción cutánea de Agalychnis, empleó 62 muestras sanguíneas con diagnóstico de Leucemia Linfocítica Aguda (LLA), Leucemia Mieloide Aguda (LMA) y Leucemia Mielocítica Crónica (LMC); las conclusiones  demuestran que a diferentes concentraciones de la secreción, solo las células leucémicas se destruyeron, manteniéndose intactas las células normales.

En otras investigaciones, se ha demostrado que Candida albicans, cuyo desbalance causa infecciones fúngicas vaginales, es altamente sensible comparada contra otras especies del género. Adicionalmente, estudios preliminares en parásitos han señalado que estos péptidos pueden lisar por completo, en cuestión de minutos, al protozoo Trypanosoma cruzi causante de la enfermedad de Chagas.

En un futuro, tal vez no muy lejano, se espera aprovechar al máximo estas alternativas biológicas para contrarrestar múltiples enfermedades de salud pública. La clave de esto, son investigaciones sostenibles que partan de la protección de ecosistemas como fuente natural e infinita de vida para el planeta. Es hora de comprometernos a cuidar por el futuro de las nuevas generaciones.

Referencia principal:

Rivera, M. (2020, 27 de mayo). La biodiversidad ecuatoriana al servicio de la humanidad. [Webinar iD-Speech: Divulgación científica de alto impacto]

Referencias complementarias:  

[1] Rodríguez, H. (2020). Animales en peligro de extinción. Biodiversidad. 10(27).

[2] Conlon, J. M., Mechkarska M., Lukic M. L., & Flatt P. R. (2014). Potential therapeutic applications of multifunctional host-defense peptides from frog skin as anti-cancer, anti-viral, immunomodulatory, and anti-diabetic agents. Peptides. 57, 67-77.  

[3] Garcés, V. L. C. Determinación de la bioactividad de fracciones peptídicas de Agalychnis spurrelli y Phyllomedusa tomopterna (Anura: Hylidae). 138.  

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Salir /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Salir /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Salir /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Salir /  Cambiar )

Conectando a %s

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios .