El investigador Osamu Shimomura se encarama de un salto sobre su mesa de trabajo en el laboratorio de Biología de Woods Hole, en Massachusetts, EE.UU. Desempolva un frasco grande y lee con atención su desteñida etiqueta: -ESPECIE: CYPRIDINA (Crustáceo), AÑO: 1925- murmurando que su experimento debiera resultar. Saca una cucharada de la seca y cafesosa sustancia y luego de colocarla en un mortero, la muele transformándola en polvo. Ahora Shimomura está listo. Apaga las luces y le agrega agua al polvo. En forma instantánea, la mezcla comienza a fundirse con una luz que le ilumina débilmente la cara.

Los oficiales navales japoneses acostumbraban a leer mapas con esta sustancia en plena oscuridad durante la guerra, mientras que los soldados en la jungla solían ponerse un poco de esto en las espaldas, luego lo mojaban con saliva y de este modo los hombres que iban detrás de ellos podían seguir la fila en la noche.

El fenómeno que Shimomura acaba de demostrar se llama bioluminiscencia, generación de luz por parte de varios tipos de plantas y animales entre los que se incluye la familiar luciérnaga. Lo notable es que el resplandor del pequeño crustáceo deshidratado y conservado en el laboratorio puede ser aun encendido para brillar tan radiante como lo hizo hace 74 años cuando cypridina fue sacada del mar. Sin embargo, para el científico la luminiscencia de esta especie es mucho más que una curiosidad de laboratorio. Durante años ha estado estudiando estos y otros organismos marinos que brillan en la oscuridad: protozoos como la noctiluca; calamares, lombrices, medusas, caracoles, almejas y bacterias. El propósito es no sólo aprender más sobre las reacciones químicas involucradas en la bioluminiscencia, sino también ayudar a detectar enfermedades humanas.

Shimomura pertenece a una nueva clase de exploradores marinos que recorren costas y mares no en búsqueda de petróleo, minerales, o riquezas sumergidas, sino de tesoros biológicos, productos químicos exóticos que pueden ser extraídos de la vida marina y empleados para darle más salud al Hombre.

Las plantas y animales han sido por largo tiempo fuente de benéficas drogas. La aspirina, por ejemplo, fue extraída de la corteza del sauce; la penicilina, del moho del pan; la insulina, del páncreas animal; la morfina, del opio de la amapola; el curare, de diversas especies del género Strychnos y algunos tranquilizantes, de la planta Serpentaria de la India. Pero mientras los científicos han catalogado y clasificado la mayoría de las plantas y animales terrestres y han extraído de éstos muchos productos químicos provechosos, se conoce mucho menos acerca de la vida marina. En particular de las posibilidades farmacológicas de algas marinas, esponjas, caracoles, las que permanecen en gran parte inexploradas.


La esterilla marina

Shimomura y otros biólogos marinos ya han empezado a explorar este "mare incognitum". Ayudados por nuevos instrumentos altamente sensibles y mejorados en su capacidad de detectar diminutas concentraciones (trazas) de productos químicos interesantes, ellos han extraído de diferentes formas de vida marina una lista impresionante de poderosas sustancias que pronto podrán encontrar aplicación como drogas contra el cáncer, antibióticos, medicamentos cardiovasculares, neuromusculares y antiinflamatorios.

A fines del año 1983, un grupo de químicos de la Universidad de Cornell y del Instituto de Investigaciones del Cáncer de la Universidad del Estado de Arizona, anunciaron el descubrimiento de una sustancia con alto poder anticáncer en la Bugula neritina, un bryozoo marino conocido como "esterilla marina" o "falso coral". La especie abunda en el Pacífico Oriental donde se deposita en los cascos de los barcos, y contiene un compuesto químicamente similar a algunos antibióticos.

Trabajando durante 14 años en colaboración con el Instituto Nacional del Cáncer de los Estados Unidos, los científicos encontraron que cuando el compuesto denominado Bryostatin-1 era administrado a ratones en dosis extremadamente bajas, se mostraba altamente efectivo contra la leucemia. Bastó una diezmillonésima de gramo para duplicar la vida de algunos de los ratones enfermos, sin embargo la droga no parece frenar el desarrollo de otras formas de cáncer. Los resultados han suscitado esperanzas de que esta sustancia pudiera ser efectiva contra algunas formas de la leucemia humana, sin embargo no es fácil obtener bryostatin-1: de media tonelada de esterilla marina se obtienen apenas 100 miligramos de la droga. Afortunadamente para los biólogos marinos, quienes deben pasar gran parte de su tiempo en el mar, muchos de los organismos posiblemente útiles que estudian viven en aguas templadas. Allí, cifras incalculables de especies prosperan y la competencia es muy dura. La vida es especialmente difícil para las algas y los invertebrados de cuerpo blando; las gorgonias (corales blandos) y los opistobranquios (moluscos sin conchas externas), los que han desarrollado complejos productos químicos para protegerse de ser comidos. Los compuestos químicos que hacen a estas blandas criaturas desagradables a los predadores, son las que las convierten a su vez en interesantes para los científicos.


Drogas

William Fenical, químico orgánico de la Institución Scripps de Oceanografía en La Jolla, California, y que mantiene estrechos contactos con científicos de Chile, señala que existen 200 o más especies de gorgonias en el Caribe. Es probable -dice- que contengan sustancias tóxicas porque nadie las ataca y pueden sobrevivir en paz.

Usando este tipo de razonamiento para estrechar su búsqueda entre las innumerables especies marinas, el grupo de científicos de Fenical y de la Universidad de California han dejado afuera las otras áreas de la biología marina para dedicarse exclusivamente a la búsqueda de nuevas drogas. Han purificado y probado cientos de productos químicos, muchos de los cuales son grandes promesas. Entre éstos hay 32 que inhiben la división celular, lo que los hace candidatos para el tratamiento de tumores e infecciones virales o de hongos y también para el uso como anticonceptivos masculinos. Otros 15 disminuyen las inflamaciones y algún día puede que sean efectivos en el tratamiento de la artritis y el reumatismo o en la prevención de rechazos en trasplantes de órganos.

Otros descubrimientos: una droga cardiovascular que podría reducir la presión sanguínea o regular los latidos del corazón; una droga neuromuscular para el tratamiento del debilitamiento de los músculos y una neurotoxina llamada Lophotoxin (LTX). La neurotoxina ya está siendo usada en cinco laboratorios para estudiar la transmisión de señales químicas entre nervios y músculos. Los resultados podrían dar pistas en trastornos como el mal de Parkinson, el cual se asocia con la transmisión defectuosa de estas señales.

La LTX extraída de la gorgonia mexicana es un veneno mortal. Este se asemeja a la acción de algunos venenos de serpientes, al bloquear los impulsos entre los nervios y músculos y puede ser mortal. Pero en dosis mucho menores, la LTX algún día puede llegar a ser la base de la droga para tratar el estrabismo que se produce cuando los músculos en ambos lados de un ojo ejercen una fuerza desigual. Fenical sugiere que una pequeña cantidad de LTX podría ser inyectada en el músculo más fuerte para bloquear algunos de los impulsos neuronales que lo activan. Esto podría debilitar al músculo en forma permanente, permitiendo al ojo moverse a su posición normal. Otra droga altamente activa en la búsqueda de Fenical es el stypoldione, un compuesto cristalino rojo brillante encontrado en una especie de alga marina del Caribe, que parece impenetrable a los predadores. Ya que la mayoría de las algas marinas en estas aguas son comidas por animales, Fenical pensó que ésta debía contener algún poderoso repelente. Estaba en lo cierto, cuando por casualidad puso parte de ésta en un acuario: casi inmediatamente un solitario pez empezó a golpearse frenéticamente con las paredes de vidrio y finalmente saltó fuera del agua.

Después de analizar el alga. Fenical encontró que el stypoldione que contenía no sólo trastornó al pez sino que era capaz de inhibir la división celular. A causa de ese efecto ella está siendo investigada como una posible droga contra el cáncer.


Nuevos avances

El microbiólogo Paul Boyle, del laboratorio de investigación del Acuario de Edgerton, Nueva Inglaterra, Boston, y su colega Ralph Mitchell, de la Universidad de Harvard, están interesados en otro tipo de vida marina: estudian un crustáceo que come madera y cuyo tracto digestivo, a diferencia de lo que ocurre en el exterior de su cuerpo, se encuentra totalmente libre de bacterias. Boyle estima que debe existir alguna sustancia en el intestino de ese organismo que actúa como antibiótico natural. "Puede que estemos trabajando en algo muy frustrante o que, por el contrario, en algo que sea una nueva fuente de agentes antimicrobianos, algo que pudiésemos colocar en una pomada o en el alimento de los animales", señala el científico.

Uno de los productos químicos luminiscentes de Shimomura, una proteína de la medusa del Pacífico llamada Aequorea, ha resultado ser valiosa en los diagnósticos médicos. Inyectadas en las células musculares, la proteína (aequorina) produce luminiscencia cuando los músculos se contraen, pero no cuando se relajan. ¿Por qué?. La bioluminiscencia de la proteína ocurre sólo en presencia de calcio, el cual regula tales actividades como la contracción muscular y la división celular. Esta propiedad ha hecho a la aequorina útil para medir cambios pequeños en las cantidades de calcio en los fluidos del cuerpo o en sus células. Tales cambios pueden proporcionar una advertencia temprana a varias clases diferentes de enfermedades como la destrucción de células, inicio de cáncer, retraso del crecimiento de huesos, funcionamiento anormal de las glándulas paratiroides (las que controlan el metabolismo del calcio) o alteraciones en el ritmo del corazón.

Varios extractos marinos están siendo usados o estudiados como posibles detectores químicos de enfermedades mientras que otros sirven como herramientas de laboratorio en investigaciones básicas de biomedicina.

Stanley Watson, del Woods Hole Oceanographic Institution, es un investigador que se ha beneficiado económicamente con la bioquímica marina. Veinticuatro años atrás emprendió un negocio utilizando un visitante frecuente de las bahías y playas desde Maine a Yucatán: la jaiva herradura. La compañía de Watson (Associates of Cape Cod), extrae una enzima llamada límulo amebocyte lisado (LAL), de la sangre azulina de la jaiva (el color se debe al sistema de transporte de oxígeno de la sangre compuesto por cobre en vez de fierro). Una solución de esta enzima tiene una propiedad: coagula ante la presencia de una clase de veneno conocido como endotoxinas producido por bacterias. Esto hace del LAL una sustancia tan confiable para la detección de estos venenos que una serie de compañías farmacéuticas ya la producen.

Hoy se usa LAL como prueba para detectar la contaminación por endotoxinas en fármacos, instrumental clínico (jeringas, agujas, catéteres) y máquinas de diálisis. Este método ha superado la costosa y lenta prueba del conejo, en la cual una solución sospechosa era inyectada a estos animales, los que contraían fiebre si la solución contenía endotoxinas. Ahora los estudios están orientados a ver la posibilidad de que la LAL también pueda ser efectiva en exámenes de endotoxinas por envenenamientos de sangre, gonorrea, meningitis espinal, colitis, peritonitis y en infecciones del ojo, oído y tracto urinano. Un uso prometedor puede ser en la detección de infecciones bacterianas en los recién nacidos y prematuros, quienes no muestran signos obvios de ellos.

La jaiva herradura ha permanecido virtualmente inalterable por 200 millones de años y los empresarios del LAL están preocupados por no hacer peligrar su existencia. La compañía de Watson, la cual obtiene la jaiva de pescadores locales, desangra cada animal logrando obtener un 30% de su sangre y luego la devuelven al mar (donde regenera su sangre perdida). Cada jaiva provee suficiente LAL como para 150 pruebas y la industria de Watson puede desangrar 500 de estas criaturas al día.



(Modificado de un texto de John Langone, Discover, abril 1984).