'Súper algas' marinas producen medicinas y compuestos naturales para la salud

jardín submarino de algas
Jardín submarino de algas, Bat-Yam, Israel. Crédito: Doron Ashkenazi

Mejora de bioproductos en algas marinas a través de la acuicultura sostenible

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv y el Instituto de Investigación Oceanográfica y Limnológica de Israel (IOLR) han logrado aumentar significativamente la capacidad de las algas marinas para producir materiales naturales saludables.

El estudio actual se centró en mejorar la producción de compuestos bioactivos que ofrecen beneficios médicos a los humanos, como los antioxidantes, cuya concentración en las algas se duplicó; las concentraciones de filtros solares naturales se triplicaron; y pigmentos protectores únicos de gran valor médico que fueron estimulados sustancialmente por diez.

Según los investigadores, estos hallazgos pueden servir a las industrias farmacéutica, cosmética, alimentaria y de suplementos nutricionales. El estudio se llevó a cabo con el enfoque innovador y sostenible de la acuicultura integrada, que combina las algas con el cultivo de peces. Este método beneficia a las algas mientras que al mismo tiempo ayuda a purificar el agua de mar y minimiza los impactos ambientales negativos.

Entre los investigadores están el profesor Félix López Figueroa, Julia Vega, Nathalie Korbee y Marta García-Sánchez de la Universidad de Málaga en España.

biocultivo de algas marinas

Imagen: Mejora de bioproductos en algas marinas a través de la acuicultura sostenible

El estudiante de doctorado Doron Ashkenazi de la Universidad de Tel Aviv y el Instituto de Investigación Oceanográfica y Limnológica de Israel 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 en el 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 distintos compuestos bioactivos que son beneficiosos para los humanos".

"Las algas que viven en la zona intermareal enfrentan condiciones de estrés extremo, que incluyen cambios en la salinidad, la temperatura, las condiciones de desecación, cambios en la disponibilidad de nutrientes y una 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 valiosas sustancias, que pueden ofrecer beneficios significativos para los humanos".

En un estudio anterior, el mismo grupo de investigadores desarrolló una innovadora tecnología que permite el crecimiento de algas marinas enriquecidas con proteínas y minerales como zinc, hierro, yodo, magnesio y calcio. En el estudio actual, buscaron examinar si y cómo es posible aumentar y maximizar la producción de compuestos bioactivos y metabolitos secundarios de las algas marinas, que ofrecen importantes beneficios para la salud. Estas sustancias incluyen antioxidantes, pigmentos protectores y filtros naturales de radiación UV.

biocultivo de algas marinasImagen derecha: Algas marinas mejoradas, cultivadas con el novedoso método de investigación. Crédito: Doron Ashkenazi

Con este fin, establecieron un original y práctico enfoque de cultivo, 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 científicos investigaron cómo afectaron estos cambios la concentración de valiosos biomateriales específicos en las algas, con el objetivo de mejorar su producción.

Los resultados mostraron impresionantes aumentos en sus concentraciones: los niveles de antioxidantes se duplicaron, las moléculas de protección solar natural 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 hasta un nivel sin precedentes", dice Ashkenazi. "De hecho, producimos 'súper algas' a medida diseñadas para ser utilizadas por las industrias de salud emergentes para aplicaciones de alimentos y salud".

Usando su enfoque de cultivo, los investigadores creen que en el futuro será posible elevar en las algas materiales naturales adicionales con importantes propiedades médicas, sustancias tales como anticancerígenos, antidiabéticos, antiinflamatorios, antivirales y antibióticos.

Además, la metodología actual tiene el potencial de aplicarse en la industria acuícola global de algas marinas y puede ayudar a promover al Estado de Israel como una potencia líder en biotecnología de algas marinas.

biocultivo de algas marinas

Imagen: Diseño del sistema experimental: (a) cultivo integrado en las dos semanas iniciales, (b) cultivo integrado en la tercera semana, (c-e) estrés ambiental en la tercera semana.

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.

Doron Ashkenazi concluye: "En el futuro, la humanidad se centrará 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".

El artículo fue publicado en la revista científica Marine Drugs, gracias a los hallazgos innovadores del estudio en el campo de la salud y los compuestos medicinales derivados del mar: "Enhancing Bioproducts in Seaweeds via Sustainable Aquaculture: Antioxidant and Sun-Protection Compounds"

Etiquetas: CultivoAlga marinaSustanciasMédicas

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