Ocho razones para enamorarse de las microalgas

Estoy enamorado de las microalgas. De manera platónica entiéndanme, porque su diminuto tamaño y condición (son microorganismos microscópicos) hacen muy complicada una relación seria. En mi caso el flechazo se ha producido por estas ocho razones, pero seguro que habrá más a medida que aumentan sus aplicaciones y la forma de aprovechar sus posibilidades.

1. Básicas para la vida en la Tierra: Fueron los primeros organismos unicelulares en realizar la fotosíntesis, y son la base de las cadenas tróficas que viven en los océanos. Sin ellas, los seres humanos y gran parte de la vida del planeta no sería posible.

2. Producción de alimentos a gran escala: Fue su primer interés. Ya en 1890 comenzó a cultivarse con fines científicos la Chlorella vulgaris. Décadas después, en 1949, un grupo de investigadores del Instituto Carnegie de Washington (EEUU) sentó las base para el cultivo masivo de microalgas, demostrando que podían manipularse para disponer así de una fuente suplementaria de proteínas con la que alimentar a una población mundial en aumento (ya somos 7.000 millones de personas, y subiendo).

3. Lucha contra el cambio climático: Las microalgas tienen una gran capacidad de absorber dióxido de carbono (CO2), el principal gas de efecto invernadero involucrado en el calentamiento global. Diversos investigadores, como los del Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (ICMAN-CSIC), estudian varias cepas en distintas condiciones como sistemas para atrapar la mayor cantidad posible de CO2.

4. Generación de energías limpias: Las microalgas podrían ser claves para elaborar biocombustibles que no requieran de cultivos ni terrenos destinados a alimentos. Entre sus ventajas, una mayor producción que otros cultivos energéticos, unas condiciones mínimas de mantenimiento y un coste que podría ser muy bajo. Los científicos trabajan para que el proceso sea competitivo a gran escala, como los del Instituto de Ciencia y Tecnología Ambiental (ICTA) de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), y del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC), que utilizan microalgas dinoflageladas.

5. Creación de nuevas medicinas: Compuestos y medicamentos producidos con diversas especies de microalgas se utilizan por su efecto antiinflamatorio, antialérgico, analgésico, antiviral, etc. en la prevención y tratamiento de diversas enfermedades. El campo de investigación es muy amplio, como señalan investigadores del grupo de Análisis Medioambiental y Bioanálisis, y Bioquímica y Biotecnología de Organismos Fotosintéticos de la Universidad de Huelva, que trabajan en alimentos funcionales ricos en selenio que podrían utilizarse en la prevención del cáncer, las enfermedades cardiovasculares y del sistema inmune o contra los problemas neurológicos.

6. Elaboración de productos cosméticos: Es la razón para los más presumidos sin duda. Varias especies, en especial la Spirulina y Chlorella, se utilizan en productos cosméticos y de cuidado corporal. Conocidas marcas de belleza internacionales incluyen ya en sus fórmulas extractos de estos microorganismos, y están abriendo un importante campo de negocio, como el que sondea en el Parque Empresarial “La Moraleja” de Madrid la empresa AlgaEnergy.

7. Impulso de una acuicultura más sostenible: Ante una población en aumento y unos recursos pesqueros cada vez más sobre explotados, el peso de la acuicultura (cultivo de especies acuáticas) crece año tras año. Para conseguir unos productos acuícolas de mayor calidad, ricos en elementos alimenticios beneficiosos para la salud, y de paso reducir costes e impacto ambiental, las microalgas también tienen mucho que aportar. Así lo ve por ejemplo el Grupo de Biotecnología de Microalgas marinas de la Universidad de Almería, que ha desarrollado un proceso para alimentar especies acuícolas a partir de la Nannochloropsis gaditana.

8. Depuración y aprovechamiento de aguas residuales y contaminadas: Las depuradoras convencionales necesitan productos químicos y energía que puede reducirse con el uso de microalgas, e incluso para el desarrollo de sistemas que limpien zonas contaminadas. Y para convertir el residuo en un recurso, se pueden conseguir biofertilizantes a partir de microalgas cultivadas en aguas residuales, como hacen en la Universidad de Almería.

Biotecnología para la enfermedad celíaca

Cuando un elemento extraño entra en nuestro cuerpo, como una bacteria o un virus, nuestro sistema inmunológico se pone en marcha y fabrica un ejército preparado para combatirlo. Se trata de los anticuerpos o inmunoglobulinas, soldados totalmente especializados en la búsqueda y captura de esos antígenos que dañan nuestro organismo. Estos anticuerpos viajan por la sangre y saben perfectamente a qué deben atacar, pues fueron diseñados para buscar una señal inconfundible.

El sistema parece infalible, tiene una versatilidad que permite generar tantos anticuerpos concretos como antígenos existen, pero tiene un punto débil y es que como en casi todos los sistemas tan complejos, hay posibilidades de error. El fallo más grave que puede suceder en nuestro sistema inmune es que fabriquemos anticuerpos que ataquen a las sustancias equivocadas. Son las conocidas enfermedades autoinmunes, cuando los anticuerpos ya no juegan a nuestro favor, sino que atacan erróneamente células sanas de nuestro propio cuerpo.

Decimos que son las más graves, porque la mayoría de las enfermedades autoinmunes son crónicas, tienen un tratamiento para el control y reducción de los síntomas, pero no pueden curarse. Un buen ejemplo de enfermedad autoinmune es la celiaquía.

Primera parte

En este caso, no existe ningún fármaco que pueda impedir la respuesta inflamatoria que el gluten provoca en el intestino del celíaco, el único tratamiento es una dieta exenta de esta proteína de por vida. Pero la biotecnología ha desarrollado técnicas que facilitan al celíaco cumplir su dieta, ayudándose de moléculas similares a las implicadas en el problema: los anticuerpos.

Una enfermedad autoinmune que ataca al sistema digestivo

La problemática de los celíacos comienza cuando consumen cereales como el trigo, la cebada o el centeno y algunas variedades de avenas, los cuales liberan compuestos perjudiciales: los GIP (Gluten Immunogenic Peptides). Estos GIP o Péptidos Inmunogénicos del Gluten son la fracción del gluten tóxica para los celíacos, aquellos fragmentos peptídicos que resisten la digestión gastrointestinal y se excretan en las heces y la orina, siendo posible su detección en estas muestras si se usan técnicas inmunológicas lo suficientemente sentibles y específicas.

Una vez en la mucosa intestinal, los fragmentos de gluten se unen a la enzima transglutaminasa tisular (tTG) y juntos, forman un complejo que el sistema inmune de los celíacos percibe erróneamente como una sustancia peligrosa. Entonces, los linfocitos B mandan señales específicas a los linfocitos T para comenzar la fabricación de anticuerpos IgA e IgG, que actúan contra la transglutaminasa desencadenando la respuesta autoinmune que ataca a la enzima normalmente presente en nuestro intestino.

Al final de toda esta cadena, la consecuencia es que la reacción autoinmune causa la atrofia de las vellosidades intestinales. Estas vellosidades son prolongaciones de la mucosa intestinal y tienen un importante papel en la nutrición. Cuando están afectadas, disminuye la superficie de absorción de nutrientes y por eso, los celíacos sin diagnosticar o que incumplen la dieta sin gluten, sufren graves problemas nutricionales hasta que eliminan completamente el gluten de su dieta.

Cómo la biotecnología ayuda a controlar la enfermedad celíaca

Dado que el único tratamiento para la enfermedad autoinmune del celíaco es seguir una estricta dieta sin gluten de por vida, una de las mejores formas en que la medicina puede ayudar a estos pacientes es en el control eficaz de la adherencia a esta dieta. Y ahora, una nueva forma de control es posible gracias al desarrollo de anticuerpos A1 y G12, capaces de detectar los GIP en las heces y en orina de pacientes celíacos que ingieren gluten. Por ser resistentes a la digestión, una parte los GIP se excreta por heces sin absorberse y otra traspasa las barreras del intestino generando la respuesta inmune del celíaco y eventualmente excretándose en la orina. La detección de los GIP con el anticuerpo G12 y/o A1 en las muestras de heces y orina, se convierte entonces en una prueba irrefutable de que el paciente celíaco ha ingerido gluten de forma voluntaria o involuntaria y debe corregir su dieta habitual.

No consumir nada de gluten es muy difícil y se han obtenido ya resultados clínicos que indican que casi la mitad de los celíacos incumplen la dieta al menos una vez a la semana. A pesar de que el celíaco se esfuerce en seguir la dieta sin gluten, el hecho de no saber cuándo un alimento puede haber sufrido una contaminación voluntaria o involuntaria, supone una gran frustración. Además, los síntomas asociados a la ingesta de gluten pueden ser similares a veces a una infección vírica o bacteriana o a otra intoxicación alimentaria.

Previo a este método de detección de los GIP con el anticuerpo G12, la única forma que el doctor tenía para controlar la adherencia a la dieta del paciente, era a través de cuestionarios o de serologías, las cuales son poco precisas debido a que el anticuerpo anti-tTG baja de nivel cuando se consume poco gluten, llegando a ser negativo a pesar de sufrir efectos deletéreos en la mucosa intestinal. Por otro lado, existe una parte de los celíacos que a pesar de cumplir la dieta perfectamente y no tener deteriorada la mucosa intestinal, tienen serología positiva, bien por la disminución es muy lenta o porque hay otros factores que lo provocan. El resultado es que en la mayoría de los casos de serología (>75%) no aciertan con el estado de la mucosa intestinal. Si en vez de rastrear los anticuerpos anti-TG en suero sanguíneo, buscamos los GIP en las heces o en la orina, encontraremos una forma más directa y más certera de conocer si se están cometiendo transgresiones puntuales en la dieta sin gluten que se correlaciona en su mayoría con los resultados del estándar de oro: la biopsia intestinal.

De nuevo, la biotecnología presenta soluciones a enfermedades crónicas que necesitan un seguimiento como fueron las tiras de glucosa para la diabetes. Ahora los celíacos pueden verificar el correcto seguimiento de dieta y evitar los problemas de salud acumulativos derivados de transgresiones a la dieta, pues las pequeñas ingestas involuntarias de gluten conllevan a largo plazo graves consecuencias para el celíaco, muchas veces sin causar síntomas. Actualmente, distintos laboratorios como Labco, Unilab y Reference ya realizan esta prueba para el seguimiento de la dieta sin gluten, y el test de uso doméstico GlutenDetect ya está disponible en farmacias y en el canal online.