Recolección de sangre de cangrejos cacerola
Quién no ha soñado con un príncipe o una princesa de sangre azul, un mito originario desde la edad media, donde la gente de la realeza que tenían piel más pálida, se alcanzaba a ver sus venas que como todos sabemos aparentan tener un color azul pero también como todos sabemos la sangre, de cualquier persona, es roja, realeza o no. [1] Pero en realidad, sí hay algunos animales que efectivamente tienen sangre azul, esto se debe a que en realidad no tienen sangre como nosotros la conocemos, sino que cuentan con un análogo, este compuesto se llama hemolinfa, cuyo color azul se debe a la presencia de cobre en la hemocianina, así como la hemoglobina tiene hierro, ambas son las moléculas responsables de transportar el oxígeno. Varios animales invertebrados cuentan con esta “sangre”, pero no todos tienen una importancia tan grande como la de los cangrejos cacerola, cangrejos herradura o Limulus polyphemus.
Estos fósiles vivientes, a pesar de su nombre, no son cangrejos, ni crustáceos, son animales invertebrados marinos que apenas han cambiado en los últimos millones de años. Estos animales pertenecen a la clase Merostomata, un grupo muy antiguo que en la actualidad cuenta con solo 4 especies, 3 de las cuales son asiáticas y una americana. Estos animales se desplazan en aguas poco profundas a lo largo de las costas y se pueden encontrar desde Maine hasta la península de Yucatán. Los cangrejos cacerola han sido animales de interés desde hace mucho tiempo y han sido utilizados en la industria agroganadera y en la industria pesquera, cumpliendo funciones de fertilizantes, pienso, cebo, entre otras cosas, pero lo más interesante es el rol que han llegado a jugar en la biomedicina y la salud pública. Su rol en vacunas, fármacos inyectables y dispositivos médicos se debe principalmente al control calidad, principalmente en la garantía de que estos productos no cuenten con endotoxinas bacterianas, y justo aquí es donde interviene la hemolinfa. Por su estilo de vida se exponen constantemente a un sinfín de bacterias y otras amenazas, por lo que han desarrollado un mecanismo de defensa, conociendo cómo listado de amebocitos de Limulus o LAL. [2]
Lo que este mecanismo provoca es la coagulación sobre cualquier bacteria con endotoxinas que entre en el sistema circulatorio del cangrejo. El test LAL se utiliza para analizar si los productos están contaminados, esto se observa si hay una coagulación, es un método tan eficiente que se pueden detectar en concentraciones muy bajas y se utiliza en varias partes del mundo. El problema con que este test sea tan bueno y tan vital para la industria farmacéutico es que se requiere de la hemolinfa de alrededor de medio millón de cangrejos al año, a los que se les extrae aproximadamente 100 ml, y aquí alrededor de 15% de los cangrejos no sobreviven. [2]
La prueba en sí puede funcionar de distintas maneras, pero en general se utiliza el método de listado de amebocitos, para medir las interacciones de las endotoxinas con la proenzima factor C, la cual es secuestrada de los amebocitos del cangrejo. La actividad proteolítica de esta proenzima es activada en la presencia de lipopolisacáridos. Los niveles de endotoxinas se determinan mediante la medición de la actividad del factor C en la presencia del sustrato peptídico cromogénico incoloro que libera p-nitroanilina (pNA) después de la proteolisis, lo que produce un color amarillo cuya absorbancia puede ser medida a 405 nm. La intensidad del color es directamente proporcional a la cantidad de endotoxinas presente. Este método puede identificar endotoxinas en varios tipos de muestras como proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, tanto ADN como ARN, y anticuerpos. Este ahora es el ensayo estándar de la industria para la detección de endotoxinas. Puede detectar endotoxinas en un rango de entre 0.01 EU/ml hasta 1 EU/ml (unidades de endotoxinas por ml), además de que por su alta especificidad no hay interferencia por los ß-glucanos y es útil para un gran rango de muestras como se mencionó anteriormente y se pueden obtener resultados en apenas 20 minutos. [3]
Entonces nuestro príncipe azul es un elemento clave en el desarrollo de la gran mayoría de fármacos y muchos otros productos de la industria, pero esto en realidad no es una práctica sustentable, ya que el gran volumen de animales que se requieren representan un verdadero riesgo para su supervivencia, considerando que fuera de América no se regresan a la naturaleza y se desangran los animales hasta que mueren. Pero incluso los animales que regresan a la naturaleza suelen estar más letárgicos y desorientados, que también representa un riesgo, ya que su recolección ocurre precisamente durante la temporada de desove que es cuando salen a la costa, y al devolverse al mar, puede que no encuentren su camino de regreso para desovar. [4] Aquí es donde se puede observar 2 papeles importantes de la biotecnología, el primero justamente es el aprovechamiento de un recurso natural como es la hemolinfa, y el otro es llenar la enorme área de oportunidad que se nos presenta, ya que la recolección in vivo es riesgosa y no sustentable, por lo que su producción recombinante parecería ser la opción con la cual progresar en el futuro. Esta ya es una opción que se ha estado explorando, el factor C recombinante ya es una realidad, pero conlleva varias problemáticas. Uno de los modelos de producción de hemolinfa recombinante es el gusano de seda, Bombyx morí, pero como se presenta en la revisión de Minker et al del 2020, la purificación de estas proteínas recombinantes es muy complicada debido a las propias proteínas del modelo, lo que implica una manipulación mayor, un gasto mayor, y un proceso difícil de escalar para cubrir las demandas de la industria. [5]
Al final del día, la naturaleza nos ofrece una amplia cantidad de herramientas benéficas que podemos utilizar en diferentes industrias, pero por más eficientes que resulten su explotación desmesurada nunca va a ser viable. La biotecnología ofrece la oportunidad de abordar problemas desde múltiples caminos, algunos, como la simple extracción de la sangre son fáciles y eficientes más no sustentables, mientras que la producción recombinante no es fácil y representa una pérdida de eficiencia, pero a largo plazo es en realidad la única opción realista.
Referencias
1. Por qué se dice que los reyes tienen la sangre azul. (2023). El Mundo. https://www.elmundo.es/como/2023/07/17/64b520aae4d4d839608b456f.html#
2. Martínez, C. (2017). El cangrejo herradura tiene la sangre azul. Museo Nacional de Ciencias Naturales. https://www.mncn.csic.es/es/comunicacion/blog/el-cangrejo-herradura-tiene-la-sangre-azul
3. Endotoxin Quantitation, Removal, and Detection, (2024). Thermo Fisher. https://www.thermofisher.com/mx/es/home/life-science/protein-biology/protein-purification-isolation/protein-purification/endotoxin-quantitation-removal.html?ef_id=CjwKCAjwnei0BhB-EiwAA2xuBtPXcoODVuhC4b3LIWZWKSwaklKFUXMx8Vi2HZcbHTwFZ8dnprdb2hoCyp8QAvD_BwE:G:s&s_kwcid=AL!3652!3!679466253575!e!!g!!lal%20kit!13368767886!158824117081&cid=bid_pca_ppf_r01_co_cp1359_pjt0000_bid00000_0se_gaw_nt_pur_con&gad_source=1&gbraid=0AAAAADxi_GTbAstWYPFrRpYNsGivH5Jhb&gclid=CjwKCAjwnei0BhB-EiwAA2xuBtPXcoODVuhC4b3LIWZWKSwaklKFUXMx8Vi2HZcbHTwFZ8dnprdb2hoCyp8QAvD_BwE
4. Maron, D. F. (2022, August 5). El cangrejo herradura salva vidas gracias a su sangre única pero, ¿podemos proteger a estos animales? National Geographic. https://www.nationalgeographic.es/animales/2022/08/el-cangrejo-herradura-salva-vidas-gracias-a-su-sangre-unica-pero-podemos-proteger-a-estos-animales
5. Minkner, R., Xu, J., Zagst, H., Wätzig, H., Kato, T., Oltmann-Norden, I., & Park, E. Y. (2020). A systematic and methodical approach for the efficient purification of recombinant protein from silkworm larval hemolymph. Journal of Chromatography. B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences, 1138(121964), 121964. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2019.121964
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