Antiguas y muy valiosas

Las esponjas –los animales existentes desde hace más tiempo en el mundo– son fuentes de posibles compuestos para la producción de medicamentos contra diversas enfermedades

Por Heitor Shimizu, desde Columbus (EE.UU.)  |  Agência FAPESP – Las esponjas son animales (del filo Porifera) que carecen de sistemas nervioso, digestivo o circulatorio. Como no se mueven, dependen del agua que pasa por ellas para obtener alimentos y oxígeno. Son organismos bastante sencillos, en los cuales, así y todo, cobran relieve ciertas peculiaridades.

Una de ellas es su carácter pionero. De acuerdo con diversos estudios, incluso uno realizado por científicos del Massachusetts Institute of Technology y publicado en la edición de marzo de Proceedings of the National Academy of Sciences, las esponjas son los primeros animales que habitaron la Tierra.

Mediante análisis genéticos, el grupo mencionado confirmó la existencia de esponjas hace 640 millones de años, alrededor de 100 millones de años antes de la explosión cámbrica, cuando los animales pasaron a dominar el planeta.

Otra peculiaridad también hace que las esponjas sean atractivas como objetos de estudio, y es el hecho de que tienen un importante potencial medicinal. Esto se debe a la presencia en estos animales de compuestos químicos que podrán utilizarse en la producción de medicamentos para combatir virus, bacterias e incluso tumores.

Este descubrimiento, junto al desarrollo de productos naturales con potencial bioactivo a base de organismos marinos, constituye uno de los principales objetivos de la investigación del grupo del profesor Roberto Gomes de Souza Berlinck en el Instituto de Química de São Carlos (IQSC), dependiente de la Universidad de São Paulo (USP).

“Hay muchos organismos marinos que son fuentes de gran diversidad de pequeñas moléculas a las que denominamos metabolitos secundarios, toda vez que no resultan esenciales para la supervivencia de esos organismos”, dijo.

“Pese a que no son muy importantes para esos animales, los metabolitos secundarios son fundamentales para la supervivencia de diversas especies, en las cuales desempeñan funciones de defensa química o de protección contra bacterias, por ejemplo”, dijo el investigador, quien coordina el Proyecto Temático intitulado “Componentes de la biodiversidad y caracteres metabólicos de islas de Brasil: un abordaje integrado”, que cuenta con el apoyo de la FAPESP.

El grupo de De Souza Berlinck descubrió metabolitos en esponjas que resultaron en la producción de compuestos con actividad contra leishmania y tripanosomas, parásitos causantes de la leishmaniasis y del mal de Chagas respectivamente.

“Es importante encontrar nuevos fármacos contra estas enfermedades, pues los que están disponibles actualmente contra la leishmaniasis, por ejemplo, se vienen utilizando desde hace mucho tiempo y son bastante tóxicos”, dijo.

“Estudiamos detalladamente varios de los compuestos antiparasitarios que descubrimos, alcaloides, por ejemplo, y hemos realizado análisis in vivo y in vitro referentes a los mecanismos mediante los cuales dichos compuestos muestran actividad farmacológica”, dijo De Souza Berlinck.

Metabolitos que los investigadores hallaron en la esponja de la especie Monanchora arbuscula, recolectada en la costa sudeste de Brasil, derivaron en el aislamiento de una serie de alcaloides –guanidinas y pirimidinas– con acción antiparasitaria contra el Trypanosoma cruzi y la Leishmania infantum.

“Es importante resaltar que esos compuestos afectan específicamente a esos parásitos y no al organismo humano, lo cual constituye una ventaja en el tratamiento de las enfermedades que éstos causan”, dijo De Souza Berlinck.

Los resultados de este estudio, llevado adelante por el grupo del IQSC-USP en cooperación con científicos del Instituto Adolfo Lutz, de la University of British Columbia (Canadá) y de otras instituciones, salieron publicados el año pasado en Journal of Natural Products.

Nuevos materiales

De Souza Berlinck fue uno de los conferencistas de la FAPESP Week Michigan-Ohio, realizada en Estados Unidos entre los días 28 de marzo y 10 de abril. El científico participó en el panel intitulado “Materials and Manufacture”, que se concretó durante el último día del evento en la ciudad de Columbus, junto a Chris Hammel y Carlos Castro, de la Ohio State University, Marcelo Knobel (del Laboratorio Nacional de Nanotecnología – LNNano – y de la Unicamp) y Holmer Savastano Junior (de la USP).

En el laboratorio que coordina en el Departamento de Física de la Ohio State, Hammel y su grupo desarrollan sistemas destinados a la producción de imágenes en escala nanométrica, y procuran comprender las interacciones dinámicas en estructuras magnéticas.

Los investigadores estudian el comportamiento en distintos materiales de la electrónica basada en el espín (que explota la propensión cuántica a girar de los electrones), y fenómenos que ocurren en estructuras magnéticas y microscópicas y de diversos tipos de materiales complejos, por ejemplo.

Knobel se refirió a las investigaciones que coordina, especialmente a aquéllas vinculadas a las propiedades magnéticas de los nanocristales. En un estudio publicado en Scientific Reports, perteneciente al grupo Nature, Knobel y colegas de la Unicamp y del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS) describieron un nuevo método con aplicación potencial en el área de salud.

Los científicos descubrieron cómo interrumpir el proceso de descomposición térmica del hierro en presencia de partículas de plata, lo que resultó en la formación de un tipo de nanopartícula con interesantes propiedades.

Según Knobel, este método tiene una implementación relativamente fácil y podrá contribuir al desarrollo de nanopartículas que se podrán utilizar en el transporte de medicamentos.

Castro, nacido en El Salvador, presentó los trabajos que lleva adelante en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Ohio State para el desarrollo de dispositivos nanométricos con base en ADN.

El objetivo consiste en producir sistemas capaces de montarse solos, de acuerdo con la estructura del ADN, y que pueda programárselos y controlárselos en diversas aplicaciones, tales como transportar medicamentos.

Savastano, docente de la Facultad de Zootecnia e Ingeniería de Alimentos y coordinador del Núcleo de Investigación en Materiales para Biosistemas de la USP, se refirió al uso de materiales sostenibles en el sector industrial.

El investigador coordina el Proyecto Temático Agrowaste, que cuenta con el apoyo de la FAPESP, en el cual se estudia el uso de residuos agroindustriales en materiales destinados a la construcción civil y a obras de infraestructura (carreteras, por ejemplo).

Savastano destacó en su conferencia la investigación realizada con curagua (Ananas erectifolius), cuyas fibras mostraron propiedades mecánicas superiores a las de otras plantas y que pueden constituir una alternativa importante en la construcción civil, como refuerzo en compuestos a base de cemento.

Este estudio se llevó a cabo en colaboración con Victor Li, del Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería de la University of Michigan, y contó con financiación de dicha universidad estadounidense junto a la FAPESP.

Más información sobre la FAPESP Week Michigan-Ohio en el siguiente enlace: www.fapesp.br/week2016/michigan-ohio.