Por Zoraida Portillo / SciDev.Net
Las ranas pueden ser un aliado valioso de la ciencia, no solo como indicadores biológicos del bienestar del ambiente, sino también como esperanza para la cura de muchas enfermedades que afectan a las personas.
“Si las ranas desparecieran no solo perderíamos un grupo de anfibios muy importantes, sino un recurso para los humanos”, reflexiona Roberto Ibáñez, investigador principal del Proyecto de Rescate y Conservación de Anfibios del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales de Panamá, que desde 2014 ha emprendido el rescate de varias de estas especies.
Atelopus glyphus, diminuta rana nativa de Panamá, una de las especies criadas en cautiverio para salvarla de la extinción. Crédito: Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales.
“Los anfibios habitan en lugares húmedos y coexisten con una gran cantidad de organismos patógenos en su ambiente”, explica Ibáñez a SciDev.Net. Como resultado de la co-evolución, algunos anfibios poseen en su piel compuestos químicos que pueden inhibir el crecimiento de bacterias y hongos patógenos, y esta característica ha abierto un importante abanico de posibilidades para desarrollar antibióticos y otros fármacos, incluso tratamientos contra ciertos tipos de cáncer.
Los anfibios viven en lugares ríspidos y húmedos, lo que les ha permitido desarrollar sustancias para protegerse de los depredadores, que pueden ser útiles a los humanos. Crédito: Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales.
Ibáñez detalla que “los anfibios tienen glándulas esparcidas por su piel que producen sustancias que varían en composición y cantidad según la especie. Por ejemplo, algunas especies de ranas, como las dendrobátidas, secretan toxinas como defensa contra los depredadores”. Esas ranas, nativas de Centro y Sudamérica, son conocidas por ser venenosas.
Se estima que esas toxinas son las que las han protegido de un hongo que ha causado que muchas especies de anfibios —no sólo ranas— estén en peligro de desaparecer. Ante esa sospecha, científicos del Smithsonian decidieron emprender una campaña para salvar a las ranas de Panamá.
“Fabulosas ranas de Panamá” se titula la exhibición de la Estación Punta Culebras del Instituto Smithsonian que explica la importancia de estos anfibios. Crédito: Zoraida Portillo.
“Estamos haciendo investigaciones sobre la comunidad de bacterias que viven en la piel de las ranas, las cuales producen metabolitos que inhiben el crecimiento de hongos, particularmente del hongo quitridio que afecta a los anfibios”, prosigue el investigador.
Así, Karen Lips, investigadora asociada del Smithsonian, descubrió que si bien muchas ranas infectadas por el hongo estaban siendo homogeneizadas, es decir, se parecían cada vez más unas a otras, en un proceso de empobrecimiento genético, habían algunas —como la rana Agalychnis calidrya, o rana de ojos rojos— que no solo habían sobrevivido sino que se habían fortalecido.
La rana túngara (Engystomops pustulosus) vive en bosques húmedos de Panamá y Centroamérica y debe su nombre al sonido que emite al croar. Imágenes y sonidos cortesía del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales.
Este hallazgo validó las esperanzas de encontrar una forma de evitar que el hongo siga diezmando a las ranas y, más adelante, pueda inhibir el crecimiento fúngico en los seres humanos. Ibañez advierte que esta investigación, en el caso de las ranas de Panamá, se encuentra “en etapas preliminares”.
“Considero que apenas se está iniciando la bioprospección de compuestos a partir de secreciones de la piel de ranas. Se han identificado extractos con cierto potencial en varias especies y se está en proceso de identificar y purificar los compuestos activos. Ya se está por publicar los resultados sobre uno de estos compuestos. No obstante, todavía falta mucho por hacer, para lo cual se necesitan fondos”, reconoce.
Dr. Roberto Ibáñez, director del proyecto, en uno de los sitios de monitoreo en el centro de Panamá. Crédito: Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales.
En tanto, en el extremo sur del continente, en la Patagonia argentina, la bioquímica Mariela Marani, directora del Grupo de Bioprospección y Aplicaciones Biotecnológicas de Péptidos del Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales (IPEEC), se dedica a la identificación y caracterización de péptidos antimicrobianos presentes en la piel de anfibios.
Estos péptidos son moléculas diminutas de origen natural que poseen propiedades antibióticas, por lo que se les conoce también como ‘péptidos de defensa del hospedero’.
Parte del equipo que investiga los péptidos en el IPEEC de Argentina. De izquierda a derecha: Silvana Aguilar, Ana Paula Cuzziol Boccioni, Mariela Marani y Natalia Lorena Cancelarich. Crédito: cortesía de Mariela Marani para SciDev.Net.
“Nos enfocamos principalmente en las ranas de la región patagónica, pero también estamos estudiando ranas del norte argentino y de otras partes del mundo como Brasil”, señala Marani a SciDev.Net.
“Trabajamos con cepas de microorganismos de referencia estándar (ATCC) que nos sirven para hacer una caracterización de su actividad y evaluar su mecanismo de acción. Ni bien identificamos los péptidos, los sintetizamos químicamente en el laboratorio, los purificamos y hacemos ensayos con cepas representantes del grupo de las Gram negativas (como Escherichia coli ATCC 25922) y de las Gram positivas (como Staphylococcus aureus ATCC 29313). Algunos [péptidos] han mostrado capacidad para inhibirlas bajo ciertas condiciones”, afirma.
Rana pseudopaludicola boliviana, una de las especies investigadas por el equipo de la Dra. Marani. Crédito: Ana Paula Cuzziol.
Dependiendo de la buena actividad que detecten, usan cepas más patógenas en colaboración con otros institutos que tienen instalaciones adecuadas para ello. “También ensayamos sobre otros microorganismos, como en Leishmania infantum”, añade. La L. infantum es un patógeno más agresivo que escherichia y stafilococos y el objetivo de los investigadores es ir probando en micoorganismos más agresivos.
“Hemos encontrado que los péptidos presentes en la piel de los anfibios que estudiamos tienen secuencias diferentes a los péptidos descriptos en anfibios de otras partes del mundo. Además, varios de ellos tienen características estructurales típicas de péptidos antimicrobianos, lo que demuestra actividad antimicrobiana frente a ciertas bacterias Gram Negativas”, afirma.
La biodiversidad de las ranas es inmensa por sus tamaños, formas y colores. Y la promesa que encierran para el desarrollo de fármacos es igualmente grande. Crédito: Ana Paula Cuzziol.
Marani es consciente de que el camino del desarrollo de fármacos es largo. “La etapa de descubrimiento que es donde participamos nosotros, no es nada fácil. Allí se evalúa qué tan activa es la molécula, cómo funciona, cuál es su diana, como afecta a otras células. Es una de las partes más largas, costosas y frustrantes de la investigación, y la tasa de éxito es muy baja. Se estima que de más de 10.000 moléculas identificadas/diseñadas/etc. solo 250 pasan a la siguiente etapa preclínica”, asgegura la experta.
Matt Evans, uno de los científicos del Smithonian rescatando una rana dorada en el oeste de Panamá. Crédito: Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales.
Sin embargo, los investigadores del Smtihsonian son muy optimistas sobre su trabajo de salvar de la extinción a la mayor cantidad de ranas panameñas, que poseen una extraordinaria diversidad.
Se estima que se conocen 178 especies de ranas nativas; de ellas, 13 son prioritarias para la conservación, y entre ellas la rana dorada panameña, Atelopus zeteki, es la principal.
Un paso para protegerlas comprende la cría en cautiverio de muchas de estas especies con el objetivo de ponerlas a salvo del hongo. Ahora, los científicos realizan ensayos de liberación como parte del programa de conservación ex situ.
“Poder detectar las ranas liberadas y darles seguimiento es un reto”, admite Ibañez. “Por ejemplo, al colocarles radiotransmisores en miniatura podemos encontrar repetidamente los individuos liberados, pero no así a aquellos que no los tienen. Son investigaciones preliminares y estamos afinando métodos para luego poder monitorear adecuadamente a los individuos liberados”.
Las ranas liberadas llevan un radiotransmisor en miniatura que permite su monitoreo a través del tiempo. Crédito: Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales.
Mientras tanto, exhibiciones como la de la estación Punta Culebras del Instituto Smithsonian, en la capital panameña, ayudan a sensibilizar al público sobre la importancia de mantener la diversidad de la especie.
Muchas ranas que se exhiben en la estación de Punta Culebras no se ven a simple vista lo que concita el interés del público. Crédito: Zoraida Portillo.
“Los anfibios aparecieron hace unos 360 millones de años. Han sido y son depredadores y presas importantes en las redes alimentarias de los ecosistemas. Desde un punto de vista pragmático es importante preservarlos por ser fuente de alimento, por su colaboración en el control de plagas, su papel como indicadores de la salud de los ecosistemas, y como fuente de compuestos de potencial utilidad para el ser humano”, afirma Ibáñez.
Foto de portada: Rana de la especie ‘Andinobaste geminisae’. Crédito de la imagen: Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales.
Fuente: SciDev.Net
