Cosecha sangrienta

por Alexis C. Madrigal, El Atlántico

Cada año, se capturan y sangran hasta medio millón de cangrejos herradura para crear una tecnología biomédica única.


Tomada del documental de PBS Nature: dos tipos de catástrofe

El primer pensamiento que surge sobre la sangre del cangrejo herradura es azul, azul cielo.

Pero la característica más notable de la sangre de cangrejo herradura no es el color. Este es un compuesto químico que se encuentra solo en los amebocitos de sus células sanguíneas, que puede detectar rastros de bacterias y atraparlos en un coágulo de sangre irreversible.

Para usar esta idiosincrasia biológica, las compañías farmacéuticas descomponen las células que contienen una sustancia dada llamada coagulógeno. Luego pueden usar el coagulógeno como detector de contaminación en cualquier solución que pueda entrar en contacto con la sangre. Si se encuentran endotoxinas peligrosas de bacterias en el líquido, incluso si su concentración es de una parte por billón , el extracto de sangre de cangrejo herradura comenzará a funcionar, convirtiendo la solución en lo que el científico Fred Bang, coautor del descubrimiento, llamó "gel".

"Inmoviliza las bacterias pero no las mata". - Escribió Bang en 1956 en un trabajo que describe una sustancia. "El gel o coágulo era estable y viscoso y permaneció así durante varias semanas a temperatura ambiente".

Si no hay contaminación bacteriana, entonces no se produce coagulación y se puede tomar una decisión sobre la ausencia de bacterias. Esta es una prueba simple, casi instantánea, llamada LAL , LAL o Limulus amoebocyte lisys. La prueba lleva el nombre de la especie de cangrejo , Limulus polyphemus.

La prueba LAL reemplazó un número bastante grande de estudios aterradores con todo tipo de sustancias contaminantes (grandes colonias de conejos) . A las compañías farmacéuticas no les gusta trabajar con conejos, entre otras cosas porque es un proceso lento y costoso.

Hasta la fecha, las pruebas con sangre de cangrejo herradura se han convertido en un gran negocio. "Cada medicamento certificado por la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.) Debe analizarse con LAL". - dice el documental de PBS Nature , "incluidos los implantes quirúrgicos, como marcapasos y prótesis".

No sé qué hay de ti, pero tengo la idea de que cada persona en Estados Unidos que haya sido inyectada estaba protegida de las bacterias porque recolectamos la sangre de criaturas marinas invisibles con superpoder químico oculto. Me siento un poco incómodo con este pensamiento. Esto ni siquiera es un guión para una película de ciencia ficción, es posmodernismo.

El único problema es que las empresas necesitan grandes volúmenes de sangre del cangrejo herradura. Los cangrejos de herradura viven en el fondo del mar, cerca de la costa. Cuando desean aparearse, nadan en aguas poco profundas, y los cazadores de cangrejos en el fondo los arrebatan de su hábitat nativo.

Los receptores que trabajan para empresas biomédicas no son los primeros en encontrar cangrejos herradura. Volviendo a los tiempos de la América colonial, el "fertilizante de concha" se utilizó para enriquecer los campos. En el siglo 20, una industria organizada incluso apareció en la Bahía de Delaware. Las cáscaras de cangrejo herradura se evaporaron y luego se enterraron para alimentar los campos agrícolas. Otros fueron a alimentar a los cerdos. El número de cangrejos capturados fue de millones.

recolectando cangrejos herradura para la producción de fertilizantes, 1928. (Archivos estatales de Delaware)

Debido al hecho de que destruimos lentamente la población de cangrejos herradura, en la década de 1970 la industria para la producción de fertilizantes de sus caparazones había disminuido y desaparecido. Pero la captura se reanudó en la década de 1990, cuando los pescadores se dieron cuenta de que podían usar el cangrejo herradura como cebo para pescar. Incluyendo moluscos grandes, remolcadores y anguilas de río.
En otras palabras, estos animales no sentían la amabilidad de las personas. No les echó a perder el tipo de afecto que les otorgamos, por ejemplo, conejos de mano. A los ojos de la gente antes de las obras de Fred Bang, la única virtud de los cangrejos herradura era su disponibilidad. Aman la orilla del mar, como nosotros.

Y debido al alto nivel de bacterias en este hábitat, según Bang, los cangrejos herradura han adquirido su increíble protección química. Su sistema circulatorio se parece más al sistema circulatorio de las arañas que al nuestro. Si inhalamos algo malo, esta cosa pasa a través de nuestro cuerpo y las venas sanguíneas, teniendo las desagradables consecuencias de comunicarse con los glóbulos blancos por completo. Pero si las bacterias se abren paso a través del exoesqueleto del cangrejo herradura, pueden moverse libremente y causar daños.

"La presencia de senos grandes permite que la sangre entre en contacto directo con los tejidos", explica el instituto Woods Hole de Oceanografía la historia del cangrejo. "Hay una gran cantidad de vastas cavidades abiertas y bacterias, que penetran en las grietas en el caparazón del cangrejo herradura, caen fácilmente en las regiones internas del cangrejo, creando un escenario potencialmente mortal".

El coagulógeno cambia el régimen de acceso en el sistema circulatorio del cangrejo herradura. Cuando las células sanguíneas de cangrejo detectan una invasión, liberan gránulos con un químico que se convierte en una barrera física pegajosa para el movimiento de las bacterias, evitando que la infección se propague. La mejor metáfora sería la superpotencia de Ice Man de las películas de X-Men , pero en lugar de usar el frío para eliminar a sus enemigos, el cangrejo herradura utiliza sus increíbles habilidades químicas.
Desafortunadamente, estas habilidades de los cangrejos herradura están ausentes en los humanos.

Después de que los recolectores de cangrejo los entregan al laboratorio, perforan el tejido en el área de los corazones del animal y recolectan hasta el 30 por ciento de la sangre del animal. El extracto de amebocitos (LAL) se obtiene de la sangre, su posible valor de mercado alcanza hasta $ 15,000 por cuarto. Solo cinco compañías toman sangre de los cangrejos: Asociados de Cape Cod , Lonza , Wako Chemicals , Charles River Endosafe y Limuli Labs (que no tienen un sitio web)

Los cangrejos herradura regresan al océano lejos del lugar donde fueron atrapados, para evitar el sangrado de los animales. Todo el proceso dura de 24 a 72 horas.

Representantes de la industria informan que una pequeña cantidad de animales están muriendo. Sin embargo, alrededor del 10-30 por ciento del número total de animales que dejan sangre realmente perecen. Esto se puede comparar con la forma en que donamos sangre. Los cangrejos toman jugo de manzana, comen galletas dulces y pronto vuelven a la normalidad.

Pero algunos expertos señalan problemas. En áreas donde los cangrejos herradura se cosechan en grandes cantidades con fines biomédicos, como Pleasant Bay y Massachusetts, las hembras tienen menos probabilidades de desovar. Tal vez la selección de sangre, técnicamente hablando, las estropea, si no incluso conduce a la muerte.

Investigadores de la Universidad de New Hampshire y la Universidad Estatal de Plymouth decidieron probar esta hipótesis. Ataron acelerómetros a cangrejos herradura hembra, que derramaron sangre por el bien de nuestra sociedad.


cangrejo herradura equipado con un acelerómetro

Describieron los resultados de un estudio en un nuevo artículo en The Biological Bulletin, "Los efectos conductuales y psicológicos subletales del proceso biomédico de muestreo de sangre de cangrejo herradura, Limulus polyphemus".

Resultó que el proceso de muestreo de sangre hace que los animales sin sangre sean más letárgicos, más lentos y menos dispuestos a seguir las mareas, como es habitual en sus familiares.

"Los cambios que observamos en el grado de movilidad, velocidad de movimiento y susceptibilidad a los ritmos de marea pueden tener un efecto perjudicial en la actividad diaria de L. polyphemus, que en particular se asocia con la temporada de desove". Ellos dijeron “El desove requiere varias migraciones intensivas en energía hacia la marea, esto es más cierto para las hembras que pueden viajar a la marea varias veces a la semana. La falta de actividad, por ejemplo, causada por el muestreo de sangre, puede afectar el número de tales migraciones o su duración. En el último caso, las hembras pueden posponer el desove durante el período de recuperación, y esto puede reducir su rendimiento de desove ”.

En resumen: la donación de una hembra de cangrejo herradura puede moderar su afecto amoroso si no la matan. (Solo el 18 por ciento de los cangrejos de herradura observados por el autor murieron).
Al mismo tiempo, el proceso de toma de muestras de sangre es definitivamente mejor que la producción bruta de cangrejos herradura, que había tenido lugar antes, y la ciencia demuestra que no hay análogos de sangre animal.

Una pregunta lógica sería: ¿por qué todavía no se ha inventado un reemplazo sintético para el lisado de amebocitos? Al final, esto no es lo mismo cuando todavía estamos extrayendo insulina para los diabéticos de los cerdos. Usamos levadura para hacerlo usando una secuencia de ADN que codifica una proteína.

Esto es lo que resulta: las empresas están trabajando en tal solución. No quisieran que la producción de sus productos constituyentes esté regulada por el Plan Nacional de Pesca si pueden evitarlo.

En particular, el biólogo Ding Jack Ling de la Universidad Nacional de Singapur ha desarrollado con éxito un detector de enzimas bacterianas conocido como Factor C. Él vendió una licencia a Lonza, que lo lanzó al mercado como un producto llamado PyroGene . La compañía alemana Hyglos está trabajando en un nuevo detector sintético de endotoxinas . Y otras soluciones tecnológicas aún más avanzadas están en camino.

¡Tan buenas noticias para los cangrejos herradura! Es como si descubriéramos un campo petrolero, y los cachalotes comenzaron a celebrar ( al menos en la imaginación del dibujante Vanity Fair ).

Una broma de escala cósmica puede ser que los cangrejos herradura, que han sido una parte importante de la nueva economía biotecnológica durante los últimos 30 años, volverán a su estado anterior como cebo de pesca de caracoles depredadores. Representar valor en todos los casos es desventajoso para los cangrejos herradura. Pero no tener valor económico al final es lo peor.

Los cangrejos herradura son animales antiguos con una historia de más de medio billón de años. Tienen hábitos y estilos de vida únicos, mientras que los hemos estado observando durante décadas. ¿Su sangre azul? Esto se debe al hecho de que el cobre en su sangre juega el mismo papel que el hierro en la nuestra. Las moléculas de hemoglobina a base de hierro que transportan oxígeno en nuestra sangre dan un color rojo; Las moléculas de hemocianina transportadoras de oxígeno a base de cobre en su sangre lo hacen azul.

Nuestra propia apariencia apareció miles de veces más tarde, habiendo adquirido una verdadera apariencia anatómica hace un par de cientos de miles de años. Esperemos que no destruyamos los cangrejos herradura después de que terminemos de clonar su antigua sabiduría química.