martes, 23 de enero de 2018

El animal que más vidas humanas ha salvado


Limulus polyphemus: el “cangrejo” herradura

Limulus polyphemus es un artrópodo marino que vive en las costas del Golfo de México y del Atlántico Norte. Se conoce popularmente como el cangrejo herradura o la cacerola de las Molucas. A pesar de su nombre y su aspecto, Limulus no es un cangrejo y está más próximo a los arácnidos como los escorpiones que a los crustáceos. Los adultos pueden llegar a medir hasta 50 cm y vivir entre 20-40 años. Limulus es un animal muy curiosos porque lleva en el planeta desde hace más de 445 millones de años. Es por tanto anterior a los dinosaurios, que se extinguieron hace 65 millones de años, es todo un fósil viviente.


Limulus polyphemus

Limulus tiene un tipo de sangre que se denomina hemolinfa. En su hemolinfa hay una proteína que une el oxígeno, como nuestra hemoglobina, pero diferente. Se denomina hemocianina y en vez de tener como cofactor al hierro (la hemoglobina tiene hierro en su molécula, que se une al oxígeno, y por eso es roja), la hemocianina lleva cobre, que reacciona con el oxígeno y colorea la hemolinfa de azul. Limulus tiene, por tanto, la sangre azul. Curioso, sí, hay animales de sangre azul, y no son reyes ni príncipes. Además, la hemolinfa de Limulus también tiene células, que se llaman amebocitos, que son equivalentes a algunos de nuestros linfocitos o macrófagos sanguíneos. 


La hemocianina de Limulus polyphemus tiene cobre, que reacciona con el oxígeno y da un color azulado.

El sistema inmune de Limulus es muy simple (recuerda que este bicho lleva más de 445 millones de años bañándose en el mar). Básicamente los amebocitos pueden actuar como nuestros macrófagos destruyendo a los patógenos invasores. También tienen un rudimentario sistema de coagulación de la sangre, porque los amebocitos pueden gelificar y taponar una herida en presencia de algunos componentes bacterianos. En concreto, hace años se descubrió que los amebocitos de Limulus pueden reaccionar con cantidades mínimas del lipopolisacárido (LPS) bacteriano. 


Distribución mundial de Limulus polyphemus

El lipopolisacárido bacteriano o endotoxina (son sinónimos) es el componente principal de la membrana externa de la envoltura de las bacterias Gram negativas (esto se lo saben muy bien mis alumnos, je, je). Como su nombre indica es una toxina, que en muy pequeñas cantidades, durante una infección por ejemplo, es capaz de activar el sistema inmune y los macrófagos, y producir fiebre (por eso se le llama también pirógeno).

El lipopolisacárido (LPS) o endotoxina está compuesto de una parte lipídica (lípido A) y otra polisacarídica (núcleo y antígeno o cadena O)

Sin embargo, grandes cantidades de lipopolisacárido (por ejemplo, tras una septicemia o una inyección intravenosa con lipopolisacárido) puede llegar a tener consecuencias muy graves. El lipopolisacárido puede llegar a activar de forma descontrolada el sistema inmune,  producir fiebre muy alta, vasodilatación, hipotensión, inflamación generalizada, coagulación sanguínea diseminada (que debe ser una sensación bastante desagradable), necrosis y hemorragias internas en varios tejidos, lo que se denomina choque endotóxico y la muerte finalmente. 

Por eso, todo suero, medicamento, antibiótico, vacuna, inyectable, ... que se administra por vía intravenosa a un paciente debe, no sólo estar estéril (que no contengan microorganismos viables) sino libre de endotoxina, de lipopolisacárido. Podemos preparar un inyectable estéril, sin microbios, pero pueden quedar pequeños restos bacterianos, o trazas de componentes bacterianos como el lipopolisacárido de la envoltura. Es preciso tener un sistema capaz de detectar cantidades mínimos de endotoxina que nos certifique y asegure que ese producto es seguro, está libre de lipopolisacárido.

Y aquí es donde entra en acción nuestro Limulus polyphemus y sus amebocitos. Se han desarrollado kits de detención de lipopolisacárido basados en la propiedad de los amebocitos de Limulus de gelificarse en presencia de lipopolisacárido. Estos test son capaces de detectar cantidades tan pequeñas como 0,5 picogramos de LPS por mL (recuerda que un picogramo es un millón de veces más pequeño que un microgramo, que a su vez es un millón de veces más pequeño que un gramo). ¿Y cuánto lipopolisacárido es necesario para causar la muerte? La dosis letal para un animal de experimentación (como un ratoncito) es de 200-400 microgramos por ratón (*). O sea, que el test de Limulus es un sistema muy eficaz para detectar la endotoxina.

Por eso, podemos decir que probablemente Limulus polyphemus sea el animal que más vidas humanas ha salvado. La próxima vez que veas una ampolla de un inyectable fíjate bien en la etiqueta, seguro que pone “libre de pirógenos” o de endotoxina. 


#microBIOscope: el animal que más vidas humanas ha salvado 



(*) El lipopolisacárido es una toxina, pero las hay más potentes. Algunas exotoxinas bacterianas (proteínas tóxicas que liberan algunas bacterias, como la del ántrax o el botulismo), son muchísimo más potentes: la dosis letal puede ser de 0,000025 microgramos por ratón. ¡Eso sí que son toxinas!

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- Process: How Horseshoe Crab Blood Helps Save Lives 

NOTA: me han pasado este enlace que me parece muy interesante, sobre el peligro de extinción de Limulus: Lo que late dentro de una sangre azul. Habrá que seguir investigando para hacer compatible salvar vidas humanas con evitar la extinción de este fascinante fósil viviente, un regalo de la evolución que no podemos perder. 

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