Las esponjas marinas, y los ecosistemas oceánicos más profundos, son una fuente de moléculas de gran interés biomédico. Tres proyectos europeos plantean una explotación sostenible de esos recursos, con el uso de herramientas genómicas para producir estas moléculas y evitar la sobreexplotación.   

Esponja 'Hemimycale mediterranea' (CEAB).En las últimas décadas, las esponjas marinas se han revelado como una fuente de moléculas de gran interés biomédico, como antivíricos y antitumorales.  Las expectativas, sin embargo, han topado con el inconveniente de que las esponjas contienen cantidades ínfimas de esas sustancias. De hecho, las concentraciones son tan pequeñas que ni siquiera hay suficiente para los ensayos clínicos.

Si se quiere explorar esta “farmacia del mar”, dicen los expertos, hay que buscar formas alternativas de obtener dichas moléculas y que, además, eviten la sobreexplotación de este valioso recurso marino.

Hasta ahora, los cultivos en laboratorio han resultado poco productivos debido a que no es la esponja en si la que produce los compuestos bioactivos de interés, sino las bacterias que viven en simbiosis en su interior. Las bacterias simbiontes han evolucionado para depender totalmente de la esponja para sobrevivir, de manera que es muy difícil reproducir las condiciones naturales necesarias en el laboratorio. Todos los seres vivos tienen bacterias simbiontes, y viven gracias a ellas. Los humanos, como cualquier otro mamífero, contamos con la flora intestinal, por ejemplo, sin la que no podríamos obtener nutrientes de los alimentos.

No es la esponja en sí la que produce los compuestos bioactivos de interés, sino las bacterias que viven en simbiosis en su interior

Una alternativa para el cultivo es el que ofrecen las herramientas genómicas. Un proyecto de la Unión Europea, que cuenta con la participación del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC), ha trabajado para aplicar modernas técnicas de genómica para sintetizar esas moléculas. Se trata del proyecto BluePharm Train, que finaliza este año, y en el que participan 18 instituciones académicas y empresas, coordinadas por la Universidad de Wageningen (Holanda), y cuenta con un presupuesto de casi 4 millones de euros, aportados por la Unión Europea.

BluePharm Train forma parte del programa Marie Curie Redes de la Unión Europea y ha formado a 15 becarios de doctorado y postdoctorado en el uso de herramientas genómicas aplicables a estas nuevas tecnologías . El objetivo es poder trasladar a las empresas estas técnicas para cultivar los productos bioactivos procedentes de esponjas marinas y, de rebote, proponer un sistema de gestión que garantice la conservación y  la explotación sostenible de los recursos marinos.

“Las esponjas son animales muy primitivos, una asociación muy exitosa con simbiontes que son parte esencial del animal: hasta el 50% del volumen del organismo completo son bacterias simbiontes”, afirma Uriz.  Las esponjas son, junto a los corales, los animales vivos más antiguos que se conocen, por lo que su estudio aporta pistas sobre el origen de la vida animal terrestre. Además, también son los pioneros de la “guerra bioquímica” entre organismos vivos ya que, al tratarse de animales que permanecen inmóviles, han tenido que desarrollar este tipo de defensas. Es por este motivo que sus simbiontes producen centenares de sustancias defensivas que han evolucionado a lo largo de millones de años y gracias a las cuales sobreviven.

Los científicos buscan en las bacterias los grupos de genes relacionados con la producción de las moléculas de interés

Lo que se hace, explica María Jesús Uriz, profesora de investigación del CSIC en el CEAB, es buscar en las bacterias los grupos de genes relacionados con la producción de las moléculas de interés: se aíslan dichos genes, se confirma que son los que producen el compuesto y se implantan en otra bacteria de fácil crecimiento muy habitual de los laboratorios, la Escherichia coli.  Si la estrategia tiene éxito, se pueden obtener los productos que queremos a través de E.coli, que empieza a producirla. “Se han obtenido resultados interesantes con algunas especies de esponjas, con moléculas antivirales y moléculas contra la psoriasis”, añade Uriz.

El CEAB-CSIC ha estado investigando en este ámbito desde los años 80, a través de diferentes proyectos europeos y en colaboración con empresas farmacéuticas. Especialmente con PharmaMar, la primera empresa a nivel mundial que ha desarrollado y comercializado un medicamento antitumoral de origen marino. En el 2017 se ponen en marcha dos proyectos más dedicados a la prospección de este recurso en el mar y en los que también participa el CEAB. Se trata de los proyectos Atlas y SponGES, coordinados por la Universidad de Edimburgo y la Universidad  de Bergen, respectivamente. Ambos tienen el objetivo de evaluar los recursos marinos para aplicaciones tecnológicas y ayudar a establecer una regulación comunitaria sobre su uso.

En el caso del proyecto Atlas, se realizarán campañas en doce puntos del Atlántico Norte, para explorar los ecosistemas de las zonas más profundas del océano. El proyecto cuenta con la participación de 24 socios de 12 países europeos y norteamericanos y un presupuesto de unos 9 millones de euros, aportados casi en su totalidad por la Unión Europea.

En el proyecto Sponges, de forma similar, se quiere desarrollar una estrategia para explorar las esponjas del Atlántico Norte de forma que se respete y proteja estos ecosistemas. SponGES cuenta con 18 partners europeos, canadienses y estadounidenses, y una financiación de 10 millones de euros, de los cuales más de 9 millones son aportados por la Unión Europea en el marco del Programa Horizon 2020.