EEUU – La hemolinfa del cangrejo herradura es la fuente del Lisado de amebocitos de Limulus (LAL), un componente en las pruebas de esterilidad que asegura que los medicamentos y dispositivos médicos son seguros para millones de pacientes cada año.
Los investigadores de Kepley Biosystems Incorporated, North Carolina A&T State University, Duke University School of Medicine, University of Guelph, diseñaron y optimizaron un sistema de recirculación en acuicultura (RAS) para la crianza del cangrejo herradura que pueda facilitar la cosecha repetida de LAL mientras se mantiene el bienestar animal.
Existe una tendencia en la investigación de los organismos marinos, y su posterior acuicultura, para la producción de compuestos valiosos para las industrias farmacéutica, cosmética, alimentaria, entre otras.
Lisado de amebocitos de Limulus
El ensayo LAL fue aprobado por la Food and Drug Administration (FDA) para pruebas de control de calidad farmacéuticos y pruebas de endotoxinas bacterianas para la detección de patógenos gram-negativos debido a su simplicidad, especificidad y sensibilidad.
Como molécula altamente tóxica y termoestable, los lipopolisacáridos (LPS) comprenden aproximadamente el 70% de las membranas externas de las bacterias gramnegativas.
El Lisado de amebocitos de Limulus es sensible y específico para las bacterias gram-negativas, que representan del 70 al 80% de los patógenos que típicamente conducen a la septicemia.
De esta forma, la sensibilidad y la especificidad de LAL caracterizan su potencial para detectar los LPS en sangre humana como importantes indicadores clínicos, debido a que es el método más sensible y rápido para la detección de endotoxinas, con especificidad de hasta 80% de los patógenos que típicamente conducen a la septicemia.
Desde una perspectiva clínica, la falta de herramientas para la detección temprana de las endotoxinas en la sangre, frecuentemente conduce a la administración inapropiada de antibióticos.
Cangrejo herradura – Limulus polyphemus
Desde una perspectiva de conservación, la aplicación clínica de LAL no es factible, debido a que Lisado de amebocitos de Limulus natural depende de la captura de 600,000 cangrejos de herraduras (Limulus polyphemus) cada año, de los cuales 30% mueren en el proceso de extracción de LAL.
Las poblaciones de cangrejo de herradura vienen declinando como resultado de su uso como cebo para anguilas, los cambios ambientales y su captura y extracción de hemolinfa para la industria biomédica.
La incertidumbre del futuro del cangrejo herradura y la importancia de LAL para la medicina moderna han impulsado las innovaciones para el cultivo de este cangrejo. Sin embargo, los esfuerzos para criar a cangrejos adultos no han tenido éxito.
Acuicultura del cangrejo herradura
Los investigadores criaron los cangrejos herraduras (Limulus polyphemus) en sistemas de recirculación en acuicultura con los siguientes parámetros de calidad del agua:
– Temperatura del agua: 17.1 y 21.7 oC
– pH: 7.5 a 8.0
– Oxígeno disuelto: 6.3 – 11.1 mg/L
– Concentración de amoníaco: <1.0-3.0 ppm
Ellos lograron mantener a los cangrejos herradura durante un período de 12 meses.
“Los resultados indican que la crianza de cangrejos herradura en RAS es factible, que los protocolos de gestión pueden ser fácilmente ejecutados usando equipamiento convencional, y que los alimentos disponibles son nutricionalmente completos”, reportan los investigadores.
La acuacultura del cangrejo herradura tiene un potencial disruptivo, especialmente debido a la amenaza de colapso de las poblaciones asiáticas.
Potencial de extracción del LAL
“Encontramos que se puede practicar la acuicultura del cangrejo herradura, con una cosecha rutinaria del hemolinfa que resulta en LAL de calidad, mientras que se asegura el bienestar del animal con 100% de supervivencia” informan los investigadores.
Asimismo, ellos destacan que la extracción de hemolinfa de bajo impacto a través de un catéter permanente reveló una cinética de recuperación rápida de amebocitos después de extracciones consecutivas del hemolinfa al 10%.
Nuevo ensayo
Los investigadores informan el desarrollo de un nuevo ensayo basado en LAL que puede detectar las bacterias gram negativas y endotoxinas en la sangre de humanos sin interferencia usando el Lisado de amebocitos de Limulus derivado de la acuicultura.
Conclusión
“Basado en esta investigación, la producción sostenible de LAL mediante la acuacultura tiene el potencial de satisfacer las necesidades de la industria y expandir el suministro de materias primas para potenciales aplicaciones clínicas en el futuro” concluyen los investigadores.
El estudio fue financiado por el programa National Science Foundation Small Business Innovation Research Grant program (Grant #1819562); North Carolina Board of Science & Technology; One North Carolina SBIR Matching Funds Program; y North Carolina Sea Grant (Grant #2017-R/MG-1712).
Referencia (acceso abierto):
Tinker-Kulberg Rachel, Dellinger Kristen, Brady Terry E., Robertson Lee, Levy Jerrold H., Abood Sarah K., LaDuca Frank M., Kepley Christopher L., Dellinger Anthony L.
Horseshoe Crab Aquaculture as a Sustainable Endotoxin Testing Source. Front. Mar. Sci., 01 April 2020 | https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00153
