Cicimar analiza microorganismo nocivo en el Pacífico Mexicano

Carlos Antonio Sánchez

Hasta el momento no existe un antídoto contra la intoxicación por consumo de las toxinas producidas por el Gymnodinium catenatum, microorganismo que habita en varias algas marinas y por ende en los mariscos que las comen y que, a su vez, los seres humanos solemos consumir.

Cuando ingresan al cuerpo, estas toxinas avanzan por el cuerpo paralizándolo gradualmente, hasta inmovilizar los pulmones y provocar la muerte por asfixia o paro cardíaco. Esta es la razón por la que Christine Johanna Band Schmidt, investigadora del Instituto Politécnico Nacional (IPN) analiza Gymnodinium catenatum.

Este dinoflagelado se caracteriza por sus células circulares y por formar cadenas largas de 32 a 64 células. Produce toxinas que causan el síndrome de intoxicación paralizante por consumo de mariscos, las cuales inhiben la actividad nerviosa que causa una serie de síntomas como entumecimiento de labios, boca y extremidades, náuseas, vómitos e incluso la muerte por insuficiencia respiratoria.

Y la idea de este proyecto de investigación es descubrir cómo interactúan estos organismos con su entorno, específicamente con bacterias que podrían o no influir en los niveles de toxicidad.

“Nos enfocamos en una especie que produce mareas rojas o florecimiento algales nocivos aquí en el Golfo de California, afecta a los organismos que se alimentan de él, por ejemplo, los moluscos, que pueden acumular las toxinas en sus tejidos”, argumentó Christine Band, especialista del Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (Cicimar) y coautora del artículo de investigación.

“Cuando empecé a cultivarla en el laboratorio, había mucha información de otros países, pero nada de México, comencé a ver en qué medio de cultivo podría crecer, a qué temperatura, salinidad y cuáles eran los tipos de toxinas que producían, y se armó el rompecabezas”, explicó.

El análisis consiste en descubrir cómo interactúan los dinoflagelados con su entorno, específicamente con bacterias que podrían o no influir en los niveles de toxicidad.

“Vamos al mar con una red de 60 micras, recolectamos el fitoplancton y en el laboratorio escogemos las células y la especie que nos interesa, la aislamos con una pipeta muy delgada, se aíslan unas 30 40 células, para de ahí quedarte si tienes suerte con 10 cultivos”, detalló la investigadora.

El primer paso de este estudio fue recolectar muestras de cuatro cepas de Gymnodinium catenatum aisladas de la Bahía de Santiago, Colima; Lázaro Cárdenas, Michoacán; Bahía Concepción y Bahía de La Paz, Baja California Sur. La comparación de muestra se dio entre las obtenidas en Colima y el resto de las que se extrajeron de los otros sitios del país.

Mediante dos técnicas, fototactismo (aplicación de luz para generar rechazo o atracción) y movimiento vertical, el equipo aisló al Gymnodinium catenatum de las bacterias en algunas muestras como las obtenidas en Colima.

Luego cultivaron las muestras en condiciones controladas en laboratorio para observar cómo se comportan de manera separada. De acuerdo con el estudio, hay entre 15 y 24 genotipos bacterianos, es decir, genes que componen el genoma (o el ADN) de una especie, en este caso de cada bacteria.

En un segundo experimento, unieron de nuevo a las bacterias con el Gymnodinium catenatum y observaron que, si bien las bacterias no afectaban el crecimiento del microalga, ni la producción de toxinas, sí se presentaban cambios en los pigmentos, en la forma y en la formación de cadenas más largas de las células del microorganismo, lo que indica que las bacterias generan estrés en la microalga.

Los resultados indican que, sin la presencia de bacterias, las cepas de Gymnodinium catenatum presentaron aclimatación mientras que con bacterias hubo cambios en el crecimiento, mismos que dependieron del tipo de cepa. En algunas cepas hubo crecimiento del microalga y en otras no.

“De las sorpresas más grandes que tuvimos fueron los cambios que inducían la morfología de las bacterias, se veía el daño a nivel de la membrana que se empieza a desintegrar y hemos podido ver cómo está relacionado con la muerte celular programada”, puntualizó Christine.

También se presentaron cambios morfológicos una vez que se agregaron las bacterias al Gymnodinium catenatum, por ejemplo, se rompió la membrana celular, aparición de quistes temporales y cambios de coloración. Por otro lado, se detectó que la clorofila fue el pigmento más abundante en las cepas. “Hemos aislado a varias más e identificado qué toxinas producen y esto nos permite ofrecer asesoría a acuacultores y al sector salud, para sus monitoreos de mareas rojas”, explicó la investigadora del Cicimar.

En todas las cepas se identificaron toxinas paralizantes; en algunas de ellas se expresaron de manera más intensa una vez que se agregaron las bacterias a las muestras.

El grupo de investigación concluye que “la cepa con mayor contenido de toxinas fue la cepa de las costas de Michoacán seguida por las cepas de Bahía Concepción, Bahía de Mazatlán y la de Manzanillo”, puntualizó.

“Se está viendo también qué efectos nocivos tienen en camarones o moluscos, que generalmente los acuacultores tienen problemas en su producción de moluscos o camarones, pero no saben por qué”, detalló la investigadora politécnica.

Aunque este estudio analiza una cepa de cada región geográfica y ello no significa una muestra representativa de todo el ecosistema marino, es útil para comprender la importancia de las interacciones entre los animales marinos y el espacio en el que se desarrollan.

En esta investigación participan investigadores del Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, en Baja California Sur, la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), Unidad Xochimilco y el Centro Universitario de Investigaciones Oceanológicas, de la Universidad de Colima.

“Si hay una especie tóxica o nociva, las conchas tienden a cerrarse, y se ha visto que hay daños a nivel de los tejidos, por eso el sector salud hace los análisis, y levanta las vedas o no, y en el caso del camarón, a través de los acuacultores se empiezan a tener pérdidas muy importantes, porque al romperse las células, las toxinas se liberan en el agua e ingresan al camarón a través de sus branquias y se ha visto que acumulan las toxinas en su hepatopáncreas”, señaló Band Schmidt.