Investigadores de la Tel Aviv University y el Israel Oceanographic and Limnological Research Institute (IOLR) han logrado aumentar significativamente la capacidad de las algas marinas para producir materiales naturales saludables.
El nuevo estudio se centró en mejorar la producción de compuestos bioactivos que ofrecen beneficios para la salud de los humanos, como antioxidantes, cuya concentración en las algas se duplicó; las concentraciones de filtros solares naturales se triplicaron; y pigmentos protectores únicos de gran valor medicinal, que fueron estimulados sustancialmente por diez.
Según los investigadores, estos hallazgos pueden servir a las industrias farmacéutica, cosmética, alimentaria y de suplementos nutricionales.
Acuicultura integrada multitrófica
El estudio se llevó a cabo con el enfoque innovador y sostenible de acuicultura integrada, que combina las algas con el cultivo de peces. El método se basa en el cultivo de algas, que al mismo tiempo ayuda a purificar el agua de mar y minimiza los impactos ambientales negativos.
El nuevo desarrollo fue liderado por el estudiante de doctorado Doron Ashkenazi de la Tel Aviv University y el Israel Oceanographic and Limnological Research Institute, bajo la dirección del Prof. Avigdor Abelson de la School of Zoology en la Tel Aviv University y el Prof. Alvaro Israel del IOLR en Haifa, en colaboración con otros investigadores de Israel y el mundo.
Doron Ashkenazi explica: “Las algas, también conocidas como macroalgas, son plantas marinas que forman la base del ecosistema marino costero. Las algas absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno al medio ambiente. Purifican el agua, proporcionan alimento, hábitat y refugio a numerosas especies de peces e invertebrados. No muchos lo saben, sin embargo, además de todo eso, las algas marinas producen una amplia variedad de compuestos bioactivos distintos que son beneficiosos para los humanos”.
Asimismo, destaca que: “las algas que viven en la zona intermareal enfrentan condiciones de estrés extremo, que incluyen cambios en la salinidad, temperatura, condiciones de desecación, cambios en la disponibilidad de nutrientes y alta exposición a la radiación solar, especialmente en el rango ultravioleta (UV). Por lo tanto, para sobrevivir, las algas marinas han desarrollado un conjunto único de mecanismos de defensa química: sustancias químicas naturales que las ayudan a hacer frente a estos entornos hostiles. Se podría decir que las algas marinas son una fábrica natural altamente eficiente para la producción de sustancias valiosas, que pueden ofrecer beneficios significativos para los humanos”.
Antecedentes
En un estudio anterior, el mismo grupo de investigadores desarrolló una tecnología innovadora que permite el crecimiento de algas marinas enriquecidas con proteínas y minerales como zinc, hierro, yodo, magnesio y calcio.
En el estudio actual, los investigadores buscaron examinar si y cómo es posible aumentar y maximizar la producción de compuestos bioactivos y metabolitos secundarios de las algas marinas, que ofrecen beneficios significativos para la salud. Estas sustancias incluyen antioxidantes, pigmentos protectores y filtros naturales de radiación UV.
Con este fin, establecieron un enfoque de cultivo original y prácticas, en el que tres algas marinas locales: Ulva, Gracilaria e Hypnea, se cultivaron inicialmente junto con los efluentes de peces y, posteriormente, se expusieron a diversas condiciones abióticas (factores de estrés), a saber, alta irradiación, escasez de nutrientes, y alta salinidad.
Los investigadores estudiaron cómo estos cambios afectaron la concentración de biomateriales valiosos específicos en las algas, con el objetivo de mejorar su producción.
Incremento en concentración de biomateriales
Los resultados del estudio mostraron aumentos impresionantes en las concentraciones de los biomateriales: los niveles de antioxidantes se duplicaron, las moléculas de protección solar de algas marinas se triplicaron y los pigmentos protectores se multiplicaron por diez.
“Desarrollamos condiciones de cultivo óptimas e inventamos una forma nueva y limpia de aumentar los niveles de compuestos bioactivos naturales saludables en las algas a un nivel sin precedentes”, dijo Ashkenazi.
“De hecho, producimos ‘súper algas marinas’ a medida diseñadas para ser utilizadas por las industrias de salud emergentes para aplicaciones en los alimentos y la salud”.
Usando su enfoque de cultivo, los investigadores creen que en el futuro será posible incrementar los materiales naturales en las algas con importantes propiedades medicinales, como sustancias anti-cancerígeno, antidiabético, antiinflamatorio, antiviral y antibiótico.
Además, la metodología actual tiene el potencial de aplicarse en la industria acuícola mundial de algas marinas y puede ayudar a promover a Israel como una potencia líder en la biotecnología de algas marinas.
Los investigadores también enfatizan que la acuicultura de algas marinas es respetuosa con el medio ambiente, preserva el equilibrio ecológico y, además, reduce los riesgos ambientales al minimizar las cantidades excesivas de nutrientes antropogénicos y otros contaminantes, reduce la emisión de gases de efecto invernadero y reduce la huella de carbono.
De esta manera, la acuicultura de algas marinas puede ayudar a hacer frente a los desafíos ambientales globales, como la contaminación, la pérdida de hábitat y la crisis climática.
Conclusión
Ashkenazi concluye: “En el futuro, la humanidad se enfocará en crear soluciones ambientales basadas en la ciencia, como la que ofrecemos en el estudio actual: tecnologías que promuevan el reciclaje y el uso racional de los recursos naturales sin sobreexplotarlos. El estudio demuestra, de manera práctica, cómo podemos disfrutar de los servicios de la naturaleza sin dañarla. Tal como sugieren las “algas”, podemos aprender de la naturaleza cómo preservarla, y así vivir y prosperar junto a ella”.
Referencia (acceso abierto)
Ashkenazi, Doron Yehoshua, Félix L. Figueroa, Nathalie Korbee, Marta García-Sánchez, Julia Vega, Shoshana Ben-Valid, Guy Paz, Eitan Salomon, Álvaro Israel, and Avigdor Abelson. 2022. «Enhancing Bioproducts in Seaweeds via Sustainable Aquaculture: Antioxidant and Sun-Protection Compounds» Marine Drugs 20, no. 12: 767. https://doi.org/10.3390/md20120767
