Biotecnología

Omocromo: antimicrobiano, antimutagénico, antioxidante, y procedente de un calamar.

Por diciembre 1, 2019 No hay comentarios
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¿Sabías que los calamares son capaces de cambiar de color para mimetizarse con el entorno en el que habitan? Para ello cuentan con unas células denominadas cromatóforos, también presentes en peces, anfibios, reptiles y otros cefalópodos. Este tipo de células, que se disponen en la piel del animal, cuentan en su interior con un saco en el que se recogen los pigmentos.

https://www.xataka.com/ecologia-y-naturaleza/el-rey-calamar-o-como-el-cambio-climatico-va-a-cambiar-lo-que-comemos

*Los pigmentos son las moléculas capaces de reflejar la luz o de transmitirla. Así, lo que les proporcionará un color u otro serán las longitudes de onda con las que absorban y emitan esa luz.

En el caso de los cefalópodos (como el calamar), estas células están conectadas a fibras musculares (músculos radiales), que a su vez, interaccionan con el sistema nervioso del animal. De esta forma, el saco que contiene los pigmentos se expandirá o contraerá en función del movimiento de dichos músculos. Esto afectará al estado de los pigmentos, y así, a la forma en la que reflejan la luz y por tanto, el color que muestran.

https://invertzoology.wordpress.com/2013/07/19/epidermal-chromatophore-activity-in-octopus-rubescens-mollusca-cephalopoda/

¿Pero por qué estamos hablando hoy de calamares? Por uno de los pigmentos que albergan los cromatóforos de su piel, el omocromo, de color violeta. ¿Qué tiene de especial este tipo de pigmento? Se ha descubierto que poder tener poder antimicrobiano, antioxidante y antimutagénico.

Un grupo de investigadores de las Universidades Miguel Hernández en Elche, y Sonora en México, han comprobado que añadiendo un extracto de estos pigmentos a diferentes cultivos microbianos, se conseguía inhibir el crecimiento de las especies testadas. ¿Entre ellas? Bacterias como Listeria monocytogenes, Salmonella enterica, Staphylococcus aureus o Haemophilus influenza, u hongos como Candida albicans.

https://www.jmbfs.org/wp-content/uploads/2019/09/jmbfs_ACBXX_Chan-Higuera.pdf

¿Cómo es posible que este pigmento detenga el crecimiento de múltiples especies bacterianas y fúngicas?

Este pigmento es una molécula anfipática, lo que viene a significar que posee un extremo polar o hidrofílico, y otro apolar o hidrofóbico.

*Aunque podríamos profundizar mucho más en el significado de estos conceptos, una molécula hidrofóbica repele el agua, y una hidrofílica es capaz de mezclarse con ella. Teniendo en cuenta que hidro significa agua,  fobia miedo, y filia amistad, creo que la diferencia entre ambos términos os será fácil de recordar.

Esta característica hace al omocromo capaz de interaccionar por un lado con el agua y otras moléculas hidrófilicas, y por el otro, con moléculas hidrofóbicas. Y aquí está la clave: la bicapa lipídica. La membrana de nuestras células (pero también de bacterias, plantas u hongos) está formada por fosfolípidos, unas moléculas con una parte hidrofílica (el grupo fosfato), y un parte hidrofóbica (los lípidos).

*Es muy fácil de entender si pensamos en el aceite, un lípido que es incapaz de mezclarse con el agua, por lo que es una molécula hidrofóbica o apolar.

Estos fosfolípidos se disponen haciendo una doble capa. En ella, los grupos polares van a dirigirse hacia el exterior y los apolares hacia el interior. De esta forma, las células pueden estar en contacto con dos medios acuosos: el exterior de la célula y el interior celular.

https://2.bp.blogspot.com/-puCwWZhbfP8/WHfW9vQeMFI/AAAAAAAAAlA/OL2E-MrmKks-3b-9wYZ8F8nURlEEr2-bQCLcB/s640/a4.png

¿Y a qué venía todo esto?

Los omocromos, al ser moléculas anfipáticas van a poder perforar la membrana al ser capaces de interaccionar con ambas partes de los fosfolípidos. De esta forma, pueden llegar a generar poros en las membranas lipídicas de las bacterias o incluso romper sus paredes celulares (al interaccionar también con otros componentes), en el caso de las bacterias. En cuanto a los hongos, además de atacar a las membranas y a su pared, también es capaz de desestabilizar los microtúbulos, el RNA y la síntesis de ergosterol (un componenete de las membranas fúngicas).

http://odont.info/estructura-del-hongo-los—glucanos.html
https://cursos-0-fc-ugr.github.io/Biologia/Tema5/bloqueII_parte2.html

Por si fuera poco, este pigmento, el omocromo, ha mostrado actividad antimutagénica. Este grupo de investigadores testó la acción de este pigmento en cultivos bacterianos que habían sido incubados con aflatoxina B1.

La aflatoxina B1 es una micotoxina producida por algunos tipos de hongos, y catalogada como agente carcinogénico. ¿Por qué? Al ser ingerida a través de alimentos contaminados llega a nuestro hígado, el órgano detoxificador por excelencia. Allí, es transformada en otro compuesto que es capaz de interaccionar con el DNA de las células hepáticas y producir mutaciones puntuales (cambios concretos de nucleótidos). Estas mutaciones principalmente afectan al gen TP53, el ya conocido como guardián del genoma.

TP53 es la proteína encargada de decidir si el DNA de una célula está es buen estado como para permitir que esa célula se divida; o al contrario, debe morir para que ese DNA dañado no se propague. Si está molécula falla (de hecho es la molécula más mutada en los casos de cáncer), el DNA con mutaciones puede ser transmitido a nuevas células y al final generar un tumor. Y esto es lo que ocurre con la aflatoxina B1: muta TP53, este deja de hacer su función y cualquier mutación que afecte al DNA podrá ser transmitida a las células hijas. Si estas mutaciones que se van acumulando, afectan a proteínas encargadas de controlar el ciclo célular, la muerte de las células u otras funciones esenciales, el resultado será su multiplicación descontrolada, y al final, la aparición de un tumor.

Volviendo al tema. Estos investigadores comprobaron que el omocromo era capaz de reducir la tasa de mutación inducida con esta micotoxina. ¿Por qué? Este pigmento es capaz de actuar como antioxidante al tener la capacidad de donar o aceptar electrones. Esta propiedad, a su vez, se ha relacionado, en repetidas ocasiones, con la prevención de mutaciones. Es decir, su potencial antimutagénico podría recaer, a falta de más investigaciones, en su gran capacidad antioxidante.

¿Podría ser el omocromo la base de un producto con efecto antimicrobiano, antioxidante y anitmutagénico?

Este es, sin duda, otro ejemplo de cómo la biotecnología nos permite encontrar soluciones a problemas de la sociedad. El uso de organismos vivos o sus derivados, en este caso un pigmento procedente de un calamar, puede ser aprovechado en nuestro beneficio, al poseer propiedades que nosotros podemos utilizar.

Sin embargo, adoptando una postura más crítica y echando un ojo al artículo original, no debemos sacar conclusiones precipitadas. La capacidad antimutagénica tan solo se ha testado, por el momento, en bacterias, y no en células humanas. Lo que recalca la necesidad de seguir investigando y profundizando en las potenciales acciones del omocromo.

http://biotech-spain.com/es/articles/los-pigmentos-del-calamar-presentan-propiedades-antimicrobianas/

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REFERENCIAS BIBILOGRÁFICAS:

Por aquí os dejo el artículo original:

https://www.jmbfs.org/wp-content/uploads/2019/09/jmbfs_ACBXX_Chan-Higuera.pdf

http://www.scielo.org.co/pdf/recis/v10n3/v10n3a08.pdf

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