La sangre de cangrejo herradura es una maravilla médica irremplazable

La sangre de cangrejo herradura es una maravilla médica irremplazable

Meghan Owings saca un cangrejo herradura de un tanque y dobla su caparazón en forma de casco por la mitad para poner al descubierto una suave membrana blanca. Owings inserta una aguja y extrae un poco de sangre. «Mira qué azul está», dice ella, sosteniendo la jeringa hacia la luz. Realmente lo es. El líquido brilla cerúleo en el tubo.

Cuando termina con el espectáculo, Owings arroja el contenido de la jeringa al tanque. Yo jadeo. «¡Eso es miles de dólares!» Exclamo, y no puedo evitar pensar en la escena en Annie Hall cuando Woody Allen está probando cocaína por primera vez y estornuda accidentalmente, soplando la coca por todas partes.

No estoy loco por mi preocupación. El coste de la sangre de cangrejo se ha cotizado tan alto como 25.000 euros por litro.

Su sangre azul distintiva se usa para detectar bacterias Gram negativas peligrosas como E. coli en medicamentos inyectables como insulina, dispositivos médicos implantables como reemplazos de rodilla e instrumentos hospitalarios como escalpelos e intravenosos.

Los componentes de esta sangre de cangrejo tienen un talento único e invaluable para encontrar infecciones, y eso ha impulsado una demanda insaciable. Cada año, la industria de las pruebas médicas captura medio millón de cangrejos herradura para tomar muestras de sangre.

Pero esa demanda no puede subir para siempre. Existe una creciente preocupación entre los científicos de que el sangrado de estos cangrejos en la industria biomédica puede poner en peligro a una criatura que existe desde los días de los dinosaurios. Actualmente no hay cuotas sobre cuántos cangrejos se pueden sangrar porque los laboratorios biomédicos drenan solo un tercio de la sangre del cangrejo y luego los vuelven a lanzar vivos al agua. Pero nadie sabe realmente qué les sucede a los cangrejos una vez que vuelven al mar. ¿Sobreviven? ¿Son siempre los mismos?

Científicos como Owings y Win Watson, que enseña neurobiología y fisiología animal en la Universidad de New Hampshire, están tratando de llegar al fondo del asunto. Están preocupados por el coste de las criaturas, desde la cantidad de tiempo que los cangrejos pasan fuera del agua mientras están en tránsito hasta las temperaturas extremas que experimentan sentados en la cubierta de un barco caliente o en un contenedor en la parte trasera de un camión.

La sangre de cangrejo herradura es una maravilla médica irremplazable

Con ese fin, estos dos científicos están poniendo a prueba esta extraña captura. La pareja cogió 28 cangrejos de herradura del Estuario Great Bay detrás de su laboratorio, los dejó afuera en el calor, luego los condujo en un automóvil durante cuatro horas y luego los dejó en contenedores durante la noche para simular lo que podría suceder en un sangrado.

Luego sangraron la mitad de los cangrejos (por lo que tendrían un grupo de control que no fue sangrado). Todos los cangrejos permanecieron en contenedores una segunda noche, como probablemente sucedería en un laboratorio sangrante. Al día siguiente, Owings y Watson les colocaron transmisores en la espalda, los ataron cómodamente con pequeñas bridas y volvieron a colocar los cangrejos en la bahía para ver si podían llegar. Lo que encuentren podría tener mucho que decir sobre el futuro de esta extraña rutina.

El potencial

La sangre de cangrejo herradura es el detector de E. coli.

Los científicos usan la preciosa sustancia, específicamente, el agente de coagulación de la sangre de cangrejo, para hacer una mezcla llamada Limulus Amoebocyte Lysate (LAL). LAL se usa para detectar bacterias Gram negativas como Escherichia coli («E. coli»), que pueden causar estragos en los humanos.

Básicamente, puede dividir las bacterias del mundo en dos grupos según una prueba desarrollada por Christian Gram, un médico danés de fines del siglo XIX. Las dos clases difieren fisiológicamente, especialmente en la composición de sus paredes celulares. Las bacterias gramnegativas como E. coli contienen un tipo de azúcar llamado endotoxina en sus paredes celulares, mientras que los tipos grampositivos como Staphylococcus (de la infección por estafilococos) no. (Los términos «positivo» y «negativo» se refieren a cómo reaccionan los microorganismos a una prueba de tinción que inventó Gram).

«CADA HOMBRE, MUJER, NIÑO Y ANIMAL DOMÉSTICO EN ESTE PLANETA QUE UTILIZA SERVICIOS MÉDICOS ESTÁ CONECTADO AL CANGREJO HERRADURA».

Esas endotoxinas son dañinas para los seres humanos y pueden sobrevivir al calor intenso y a las duras condiciones bajo las cuales las drogas y los dispositivos médicos son esterilizados y probados. Persisten como zombies. Las endotoxinas causan estragos en el sistema inmunitario y hacen que los humanos sean susceptibles a afecciones potencialmente mortales como la sepsis. LAL detecta estas endotoxinas al pasar de un líquido a un gel coagulado cuando entran en contacto con esas toxinas.

Si bien los expertos de la industria dicen que la estimación de 25.000 euros es alta (la cifra es más probable que sea el precio de los codiciados amebocitos que se extraen de la sangre) es un testimonio de cuán precioso se ha convertido el LAL.

Para aprovecharlo lo suficiente para las pruebas LAL, la industria biomédica ahora sangra alrededor de 500.000 cangrejos al año. Se espera que los mercados farmacéuticos mundiales crezcan hasta un 8 por ciento durante el próximo año. Se espera que el mercado de dispositivos médicos en las Américas crezca aproximadamente un 25 por ciento para 2020. La demanda de cangrejos solo crecerá.

El problema

Cuando una especie se ve afectada en la tierra, es fácil ver los efectos. Cuando los efectos adversos ocurren bajo el agua, realmente no lo sabemos, o realmente no nos importa. Es por eso que solíamos tirar basura y químicos tóxicos al agua. Lo que sucede bajo el agua permanece bajo el agua.

Como tal, los científicos no saben exactamente qué hacen las pruebas biomédicas a los cangrejos herradura. Pero saben lo suficiente como para preocuparse.

La sangre de cangrejo herradura es una maravilla médica irremplazable

La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, que establece estándares globales para la extinción de especies, creó un subcomité de cangrejo herradura en 2012 para monitorear el problema. El grupo decidió el año pasado que el cangrejo herradura estadounidense es «vulnerable» a la extinción, un mayor nivel de peligro en comparación con la última evaluación de la Lista Roja en 1996.

Después de todo, «Vulnerable» está a un nivel por debajo de «en peligro de extinción».

Además, el informe dice que las poblaciones de cangrejo podrían caer un 30 por ciento en los próximos 40 años. (Este riesgo varía según la región. Si bien las poblaciones aumentan en el sudeste y se estabilizan en la Bahía de Delaware, el desove en el Golfo de Maine ya no ocurre en algunos lugares históricos y la población continúa disminuyendo en Nueva Inglaterra, en gran parte debido a la sobreexplotación).

La misma historia se desarrolla a través del Océano Pacífico.

El cangrejo herradura nativo de Asia, llamado Tachypleus, produce una versión diferente pero igualmente útil de LAL llamada Tachypleus Amoebocyte Lysate, o TAL. Pero los cangrejos herradura ya están desapareciendo de las playas de China, Japón, Singapur, Taiwán y Hong Kong, lugares donde alguna vez prosperaron.

Algunos temen que si la industria farmacéutica continúa creciendo y los cangrejos herradura desaparecen en Asia, las compañías que producen identificadores de bacterias allí pondrán sus ojos en los cangrejos aquí, agotando aún más a la población estadounidense.

Si la especie se redujera, no sería solo un problema para los conservacionistas sino para todos, ya que LAL es actualmente la única sustancia capaz de detectar bacterias gamma negativas en el campo de la salud. Como dijo un conservacionista: «Todo hombre, mujer, niño y animal doméstico en este planeta que utiliza servicios médicos está conectado al cangrejo herradura».

«SON MUY CORDIALES. PERO CREO QUE PAGAN UN PRECIO POR ESO».

Los pings

Los transmisores de cangrejo de Owing emiten una serie de pings acústicos cada 45 segundos. Cuando los cangrejos se acercan a 300 a 400 metros de un receptor submarino, ese dispositivo recoge y registra el ping.

Cada ping es diferente: indica qué cangrejo estaba allí, a qué profundidad y lo activo que había estado en los 45 segundos anteriores. Cada semana o dos, Owings y Watson navegan en un bote para descargar los datos y mueven los receptores si necesitan seguir a los cangrejos.

El Estuario de Great Bay tiene unos 60 pies de profundidad en el medio, aunque los cangrejos tienden a pasar el rato en busca de comida. Mientras conducimos por la vía fluvial, los investigadores miran a través del agua buscando los amarres que sostienen los receptores.

Casi pierden un receptor una vez cuando un bote pasó por encima de la cuerda que lo sujetaba al amarre. Nadie dijo que la ciencia sería fácil. Afortunadamente, se había conectado una cuerda secundaria que evitaba que el dispositivo cayera al fondo de la bahía.

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A unos tres minutos del muelle, encontramos el primero. Watson saca una cuerda cubierta de algas del agua con un gancho y la enrolla hasta que llega al receptor con forma de misil. Owings se lo quita e inserta una llave, permitiendo que el dispositivo Bluetooth en su computadora portátil descargue los datos del receptor, un registro de cada vez que detecta un ping de cangrejo.

«Está congelado», dice Owings.

«¿El ordenador? ¿Puedes reiniciar?» dice Watson.

«Intentando», dice ella.

Nadie dijo que la tecnología sería fácil tampoco.

El reinicio funciona. Cuando los datos terminan de descargarse, Owings grita «¡19,000!», Refiriéndose a la cantidad de pings que el receptor ha detectado. Ella retira la llave y deja caer el dispositivo nuevamente dentro del agua para continuar con su tarea. El mundo necesita esos datos.

La captura

La Comisión de Pesca Marina de los Estados del Atlántico (ASMFC), que gestiona los recursos pesqueros a lo largo de la costa atlántica, tiene cuotas de captura para los pescadores de cebo que usan cangrejos herradura para atrapar anguilas y caracolas.

Pero no para laboratorios biomédicos. Pueden coger tantos cangrejos como quieran, y esa cosecha continúa creciendo. La cantidad de cangrejos cosechados por la industria biomédica de EE.UU. aumentó de 200.000 a 250.000 en la década de 1990 a más de 610.000 cangrejos en 2012, según el último informe de evaluación de stock de ASMFC.

«Tuvimos éxito al eximirnos de las cuotas», dijo Thomas Novitsky, científico y ex CEO de Associates of Cape Cod, una compañía de LAL en East Falmouth, Massachusetts. «Presionamos al ASMFC, diciéndoles que no estamos haciendo daño a los cangrejos». Los estamos volviendo a lanzar al agua. Tenemos una aplicación médica muy importante aquí, así que danos un descanso y no nos pongas las regulaciones».

Los laboratorios de LAL argumentaron que después de que los cangrejos son desangrados, regresan al agua y se recuperan. Esa suposición ahora está siendo cuestionada. La decisión de ASMFC de no restringir la industria biomédica supuso que algunos cangrejos, alrededor del 15 por ciento, morirían.

Ahora, ese umbral se ha roto en los últimos nueve años.

Y se está acumulando evidencia de que la tasa de mortalidad de los cangrejos herradura sangrados es mucho más alta (más del 29 por ciento frente al 15 por ciento), que las hembras pueden tener una capacidad deteriorada para desovar, y que los cangrejos sangrados se desorientan y debilitan durante varios períodos de tiempo, dijo Novitsky.

En Pleasant Bay, en Cape Cod, donde se sabe que los cangrejos herradura son desangrados para uso biomédico, dice que se reproducen menos hembras que en otras regiones.

«Ha habido un efecto dramático», dijo Novitsky. «La industria se unirá y dirá que estos estudios se realizaron en un laboratorio, y no se puede comparar eso con lo que se hace en la naturaleza, pero ese argumento no se sustenta».

Restringir la cosecha biomédica no es una tarea fácil, y comienza con la burocracia.

Según Michael Schmidtke, Coordinador del Plan de Manejo Pesquero de ASMFC, las evaluaciones de stock (una medida de cuántos cangrejos hay en primer lugar) no han tenido en cuenta la cosecha biomédica de cangrejo. Eso está a punto de cambiar. La comisión votó para permitir que los datos biomédicos se utilicen en su evaluación prevista para 2018.

Pero obtener un recuento más preciso es solo una parte de la ecuación. Incluso si hubiera una cuota, no hay garantía de que la organización pueda hacerla cumplir. Primero está la cuestión de la autoridad. «ASMFC no tiene jurisdicción sobre la industria biomédica. No es una pesquera. Es como ASMFC tratando de monitorear la industria del tabaco», dijo Jeff Brust, científico investigador del Departamento de Protección Ambiental de Nueva Jersey.

Y luego está la pura maldita necesidad. Si bien varias compañías han presentado alternativas sintéticas para detectar la presencia de endotoxinas en vacunas, medicamentos e instrumentos médicos, LAL sigue siendo la única prueba que ha recibido la aprobación de la FDA.

El estrés

Es bastante difícil para una criatura perder una gran cantidad de sangre y luego sobrevivir en la naturaleza. Pero eso es solo una parte del problema para el cangrejo. Según científicos como Owings y Watson, existe una creciente evidencia de que los factores relacionados con la captura y el transporte también están dañando a los cangrejos.

«Me imagino que cuando los vuelves a poner en el agua, si midieras su ritmo respiratorio, sería intenso», dijo Watson, señalando que su tiempo fuera del agua probablemente los haya vuelto anaeróbicos por un tiempo. «Si me atraviesan por un período en el que no puedo respirar, y me vuelves a poner donde me encontraste, me quedaría allí sentado y respiraría un día seguido».

Watson dice que las compañías atrapan tantos cangrejos a la vez que no pueden mantenerlos en tanques. Hay demasiados y así, los receptores solo apilan cangrejos en la cubierta del bote.

«Nómbrame otra criatura marina que respire bajo el agua y que pueda sobrevivir en la tierra», dice Watson. «No se puede hacer eso con un pez o una langosta. Son muy abundantes. Pero creo que pagan un precio por eso».

Las empresas involucradas en esta pesca dirán que usan las mejores prácticas de manejo en su cosecha, pero es totalmente voluntario, abierto y vago, dice Novitsky, lo cual no es sorprendente. Los representantes de los laboratorios de LAL, que forman parte de los comités de ASMFC, presentaron las reglas. ASMFC tiene las mejores prácticas enunciadas, pero no tienen capacidades de aplicación ni vigilancia.

«TAMBIÉN NOS HIZO DARNOS CUENTA DE QUE NO SABEMOS QUÉ HACEN LA MAYOR PARTE DEL AÑO».

«Estaba recibiendo directivas de la propiedad de que no éramos lo suficientemente rentables, y ustedes saben cómo va eso», dijo Novitsky, quien fue expulsado de Cape Cod Associates después de que fue adquirida por una empresa japonesa.

Owings y Watson dicen que no quieren evitar que las compañías biomédicas sangren cangrejos. Solo quieren que lo hagan de una manera menos dañina.

Por ejemplo: las empresas pueden no saber que cuando se desangran los cangrejos, o incluso se los retiene en el laboratorio durante un largo período de tiempo, tienen dificultades para reponer su suministro de sangre porque sus niveles de hemocianina permanecen bajos, dice Watson.

La hemocianina es una proteína similar a la hemoglobina que transporta oxígeno a través del cuerpo. Es como si los cangrejos se volvieran anémicos, y ocurre simplemente sacándolos del agua, ya sea que los sangren o no, aunque la recuperación es peor si se han desangrado. Sus estudios han demostrado que solo el estar en cautiverio tuvo un efecto negativo, dijo Owings.

«Imagínese si tuviera una vaca, y cada vez que la ordeñaba, tomaba un mes antes de que tuviera más leche. Ese es el problema aquí», dijo Watson, señalando que si toma un litro de sangre de un humano, se recupera en dias. «¿En términos de las cosas que hemos encontrado? Eso, para mí, es una bandera roja. Es algo que es un objetivo claro que podemos comenzar a abordar».

A Watson también le preocupa que la aguja en sí misma perjudique algo que actúa como un marcapasos en el corazón del cangrejo. En el laboratorio biomédico, la aguja se inserta en una membrana suave que corre a lo largo de una bisagra en la cáscara del cangrejo. Pero esa membrana atraviesa el corazón del cangrejo. Si la aguja golpea el marcapasos del cangrejo, podría interrumpir sus latidos de forma permanente. Es posible que las empresas ni siquiera sepan eso: Watson solo lo sabe debido a su tesis sobre neurobiología del cangrejo herradura.

Otra cosa: los cangrejos herradura tienen un fuerte ritmo de marea. Saben cuándo viene la marea alta, y se mueven al borde del agua. Watson probó esto hace varios años con un colega, al construir una versión de una rueda de hámster a partir de dos cubos de 20 litros con las aberturas enfrentadas entre sí, pero dejando suficiente espacio en el medio para la cola del cangrejo. Luego lo colocaron dentro de los cubos y descubrieron que funcionaría cada 12,4 horas, aproximadamente el mismo ciclo que las mareas.

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«Nos hizo darnos cuenta de que las mareas eran más importantes para ellos de lo que pensábamos. Pensé que era solo durante la temporada de apareamiento», dijo. Fue un descubrimiento importante porque significaba que perderían ese ritmo bastante rápido si los sacaba del agua y los llevaba a un laboratorio. «También nos hizo darnos cuenta de que no sabemos qué hacen la mayor parte del año. Nadie los observa, excepto cuando se aparean».

Le gustaría llevar algunos de sus descubrimientos a los laboratorios médicos con la esperanza de que puedan mejorar sus prácticas de sangrado. Si sabemos que el proceso de sangrado reduce la hemocianina del cangrejo, lo que compromete su sistema inmunológico, alimentarlos con una dieta de cobre antes de que regresen al agua podría ayudar a elevar sus niveles de hemocianina.

Le gustaría vender la idea a los laboratorios. Pero hasta la fecha, sus intentos de llegar a ellos, dice, incluso para confirmar simplemente que sus simulaciones de sangrado son precisas, no han recibido respuesta.

«No estoy tratando de cerrar las compañías. Solo quiero ver si hay una mejor manera de hacerlo», dijo.

El impacto

Hay alrededor de una docena de receptores en el agua, y cuando los cangrejos se mueven lejos del alcance, y pueden moverse varias millas en un día, los investigadores tienen que reubicarlos para asegurarse de que los pings continúen siendo leídos.

«Hemos utilizado este método para rastrear langostas en el océano. Pero a veces, tienes que conducir durante horas buscándolas. Al menos aquí, puedes conducir por el centro de la bahía y encontrarlos», dijo Watson.

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