La sangre del cangrejo de herradura es una maravilla médica irremplazable - y las compañías biomédicas están sangrando 500.000 cada año
Meghan Owings recoge un cangrejo de herradura de un tanque y dobla por la mitad su caparazón en forma de casco para revelar una membrana blanca y suave. Owings inserta una aguja y extrae un poco de sangre. "Mira lo azul que es", dice, sujetando la jeringa a la luz. Realmente lo es. El líquido brilla cerúleo en el tubo.
Cuando haya terminado con el trabajo, Owings inyecta el contenido de la jeringa de nuevo en el tanque. Ella jadea. "¡Son miles de dólares!" Exclama. Yo no puedo dejar de pensar en la escena de Annie Hall cuando Woody Allen está tratando de esnifar cocaína por primera vez y accidentalmente estornuda, soplando la coca por todas partes.
No estoy loco por mi preocupación. El costo de la sangre de cangrejo se cotiza tan alto como $ 14.000 por litro.
Su distintiva sangre azul se utiliza para detectar peligrosas bacterias Gram-negativas tales como E. coli en drogas inyectables tales como insulina, dispositivos médicos implantables tales como reemplazos de rodilla, e instrumentos hospitalarios tales como bisturíes y IVs. Los componentes de esta sangre del cangrejo tienen un talento único e invaluable para encontrar la infección, y eso ha conducido a una demanda insaciable. Cada año la industria de pruebas médicas atrapa a medio millón de cangrejos de herradura para recoger su sangre.
Pero esa demanda no puede subir para siempre. Existe una creciente preocupación entre los científicos de que el sangrado de estos cangrejos por la industria biomédica puede estar poniendo en peligro a una criatura que ha estado en la Tierra desde los días de los dinosaurios. Actualmente no hay datos de cuántos cangrejos se pueden estar sangrando porque los laboratorios biomédicos extraen sólo un tercio de la sangre del cangrejo, y luego los vuelven a poner en el agua, vivos. Pero nadie sabe realmente qué sucede con los cangrejos una vez que se dejan de nuevo en el mar. ¿Sobreviven? ¿Son siempre iguales?
Científicos como Owings y Win Watson, que enseña neurobiología y fisiología animal en la Universidad de New Hampshire, están tratando de llegar al fondo de la cuestión. Están preocupados por el precio que pagan criaturas, la cantidad de tiempo que los cangrejos pasan fuera del agua mientras están en tránsito a temperaturas extremas que experimentan colocados en la caliente cubierta de un barco o en un contenedor en la parte trasera de un camión.
Con este fin, estos dos científicos están poniendo a prueba esta extraña captura. La pareja recogió 28 cangrejos de herradura del Great Bay Estuary detrás de su laboratorio, los dejó fuera en el calor, luego los condujo en un coche durante cuatro horas y luego los dejó en contenedores durante la noche para simular lo que podría suceder en una instalación de sangrado. Entonces sangraron la mitad de los cangrejos (así que tendrían un grupo de control que no fue sangrado). Todos los cangrejos permanecieron en contenedores una segunda noche, como sucedería probablemente en un laboratorio de sangrado. Al día siguiente, Owings y Watson pusieron transmisores de 350 dólares en sus espaldas, los sujetaron con pequeños lazos de cremallera y volvieron a poner los cangrejos en la bahía para ver si podían hacer su camino. Lo que encuentren podría tener mucho que decir sobre el futuro de esta extraña rutina.
El potencial
La sangre del cangrejo de herradura es un detective de E. coli.
Los científicos usan la preciosa sustancia - específicamente el agente de coagulación de la sangre del cangrejo - para hacer una mezcla llamada Limulus Amoebocyte Lysate (LAL). LAL se utiliza para detectar bacterias Gram-negativas como la Escherichia coli ("E. coli"), que puede causar estragos en los seres humanos.
Básicamente, se puede dividir las bacterias del mundo en dos grupos basados en una prueba desarrollada por Christian Gram, un médico danés de finales del siglo XIX. Las dos clases difieren fisiológicamente, especialmente en la composición de sus paredes celulares. Las bacterias Gram-negativas como E. coli contienen en sus paredes celulares un tipo de azúcar llamado endotoxina, mientras que los tipos Gram-positivos como el Staphylococcus (de la infección Staph) no. (Las "positivas" y las "negativas" se refieren a cómo reaccionan los microorganismos a una prueba de tinción inventada por Gram).
Esas endotoxinas son dañinas para los seres humanos y pueden sobrevivir al calor elevado y a las duras condiciones bajo las cuales son esterilizados y probados los medicamentos y dispositivos médicos. Persisten como zombis. Las endotoxinas causan estragos en el sistema inmunológico y hacen que los seres humanos sean susceptibles a condiciones que amenacen su vida como la sepsis. LAL detecta estas endotoxinas convirtiéndose de un líquido a un gel coagulado cuando entra en contacto con esas toxinas.
Mientras que los expertos de la industria dicen que la estimación de $ 14,000 por litro es alta - la cifra es más probable el precio para los codiciosos amoebocitos que se extraen de la sangre - es un testimonio de lo preciosa que se ha convertido LAL.
Para hacer suficiente para las pruebas LAL, la industria biomédica ahora sangra cerca de 500.000 cangrejos al año. Se espera que los mercados farmacéuticos mundiales crezcan hasta un 8 por ciento durante el próximo año [PDF]. El mercado de dispositivos médicos en las Américas se espera que crezca alrededor de 25 por ciento en 2020 [PDF]. La demanda de cangrejos sólo crecerá.
El problema
Cuando una especie es impactada en tierra es fácil ver los efectos. Cuando los efectos adversos ocurren bajo el agua, en realidad no lo sabemos - o realmente no nos importa. Es por eso que solíamos tirar basura y productos químicos tóxicos al agua. Lo que sucede bajo el agua permanece bajo el agua.
Como tal, los científicos no saben exactamente lo que hacen a los cangrejos de herradura las pruebas biomédicas. Pero saben lo suficiente como para estar preocupados.
La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, que establece los estándares mundiales para la extinción de especies, creó un subcomité de cangrejo de herradura en 2012 para monitorear el tema. El grupo decidió el año pasado que el cangrejo de herradura americano es "vulnerable" a la extinción - un nivel más alto de peligro comparado con la última evaluación de la Lista Roja en 1996. "Después de todo, "Vulnerable" está sólo una muesca por debajo de "en peligro de extinción". Además, el informe dijo que las poblaciones de cangrejos podrían caer un 30 por ciento en los próximos 40 años. Mientras que las poblaciones están aumentando en el sudeste y estables en la Bahía de Delaware, el desove en el Golfo de Maine ya no está ocurriendo en algunas localidades históricas y la población sigue disminuyendo en Nueva Inglaterra, en gran parte debido a la sobreexplotación).
La misma historia se desarrolla en el Océano Pacífico. El cangrejo de herradura nativo de Asia, llamado Tachypleus, produce una versión diferente pero igualmente útil de LAL llamada Tachypleus Amoebocyte Lysate, o TAL. Pero los cangrejos de herradura ya están desapareciendo de las playas de China, Japón, Singapur, Taiwán y Hong Kong, lugares donde una vez prosperaron. Algunos temen que si la industria farmacéutica continúa creciendo y los cangrejos de herradura desaparecen en Asia, las compañías productoras de identificadores de bacterias allí pondrán su mira en los cangrejos americanos, con un mayor agotamiento de la población de los EE.UU.
Si la especie se redujera, no sólo sería un problema para los conservacionistas, sino para todos, ya que LAL es actualmente la única sustancia capaz de detectar en el campo de la salud las bacterias gamma-negativas. Como dijo un conservacionista: "Todo hombre, mujer, niño y animal doméstico en este planeta que usa servicios médicos está conectado al cangrejo de herradura".
Los pings
Los transmisores de cangrejo de Owing emiten una serie de pings acústicos cada 45 segundos. Cuando los cangrejos se encuentran entre 300 y 400 metros de un receptor submarino, ese gadget recoge y graba el ping. Cada ping es diferente - indica que cangrejo estaba allí, lo profundo que era, y lo activo que había sido en los anteriores 45 segundos. Cada semana o dos, Owings y Watson navegan hacia fuera en un barco para transferir los datos, y mueven los receptores si necesitan seguir a los cangrejos. A lo largo de uno de estos viajes viajé el otoño pasado.
El Great Bay Estuary tiene unos 60 pies de profundidad en el medio, aunque los cangrejos tienden a pasar el rato en los bordes, buscando comida. Mientras conducimos por el canal, los investigadores miran a través del agua buscando los amarres que sostienen a los receptores. Una vez casi perdieron un receptor cuando un barco pasó por encima de la cuerda que lo sostenía hasta el amarre. Nadie dijo que la ciencia sería fácil. Afortunadamente, una cuerda secundaria había sido adjuntada, lo que mantuvo el dispositivo de caer al fondo de la bahía.
A unos tres minutos del muelle, encontramos el primero. Watson saca del agua con un gancho una cuerda cubierta de algas marinas y la enrolla hasta que llega al receptor en forma de misil. Owings lo toma e inserta una clave, permitiendo que el dispositivo Bluetooth en su computadora portátil descargue los datos del receptor, un registro de cada vez que detectó un ping de cangrejo.
"Está congelado", dice Owings.
"¿La computadora puede reiniciar?" Dice Watson.
"Tratando", dice.
Nadie dijo que la tecnología sería fácil.
El reinicio funciona. Cuando los datos terminan de descargarse, Owings grita, "19.000!", refiriéndose al número de pings que el receptor ha recogido. Quita la llave y deja caer el dispositivo de nuevo en el agua para continuar su tarea. El mundo necesita esos datos.
La captura
La Comisión de Pesca Marítima de los Estados Atlánticos (ASMFC), que gestiona los recursos pesqueros a lo largo de la costa atlántica, dispone de cupos de captura para pescadores de cebo que utilizan cangrejos para atrapar anguilas y conchas. Pero no para los laboratorios biomédicos. Pueden tomar tantos cangrejos como quieran, y esa cosecha continúa creciendo. El número de cangrejos cosechados por la industria biomédica de Estados Unidos saltó de un estimado de 200.000 a 250.000 en los años 90 a más de 610.000 cangrejos en 2012, según el último informe de evaluación de poblaciones de ASMFC.
"Hemos logrado eximirnos de las cuotas", dijo Thomas Novitsky, un científico y ex director general de Asociados de Cape Cod, una empresa de LAL en East Falmouth, Massachusetts. "Hicimos lobby con la ASMFC, diciéndoles que no estamos perjudicando a los cangrejos. Tenemos una aplicación médica muy importante aquí, así que dénos un descanso y no nos apliquen los reglamentos".
Los laboratorios de LAL argumentaron que después de que los cangrejos son sangrados, regresan al agua y se recuperan. Esa suposición está siendo cuestionada ahora. La decisión de la ASMFC de no restringir a 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 las tasas de mortalidad de los cangrejos de herradura son mucho más altas (más del 29 por ciento frente al 15 por ciento), que las hembras pueden tener una capacidad disminuida de desovar y que los cangrejos desangrados se desorientan y debilitan durante varios periodos de tiempo, dijo. En Pleasant Bay, en Cape Cod, donde se sabe que los cangrejos de herradura son sangrados para uso biomédico, dice que hay menos hembras en desove 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 con lo que se hace en la naturaleza, pero ese argumento no tiene consistencia".
Restringir la cosecha biomédica no es tarea fácil, y comienza con la burocracia. Según Michael Schmidtke, Coordinador del Plan de Manejo Pesquero de ASMFC, las evaluaciones de poblaciones (una medida de cuántos cangrejos están ahí fuera en primer lugar) no han tenido en cuenta la cosecha biomédica de cangrejos. Eso está a punto de cambiar. La comisión votó a favor de permitir que sean utilizados los datos biomédicos en su evaluación prevista para 2018.
Pero obtener un recuento más preciso es sólo una parte de la ecuación. Incluso si hubiera una cuota, no hay garantía de que la organización podría hacerla cumplir. Primero está la cuestión de la autoridad. "ASMFC no tiene jurisdicción sobre la industria biomédica, no es una pesquería, es como si ASMFC estuviese tratando de monitorear la industria del tabaco", dijo Jeff Brust, científico investigador del Departamento de Protección Ambiental de New Jersey.
Y luego está la pura necesidad. Mientras que varias compañías han encontrado 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 en una criatura perder una gran cantidad de sangre y luego sobrevivir en la naturaleza. Pero eso es sólo una parte del problema para el cangrejo. Según científicos como Owings y Watson, hay un creciente cuerpo de pruebas de que los factores relacionados con la captura y el transporte también están perjudicando a los cangrejos.
"Me imagino que cuando los pongas en el agua, si fueras a medir su ritmo respiratorio, sería intenso", dijo Watson, señalando que su tiempo pasado fuera del agua probablemente los ha hecho anaeróbicos por un tiempo. "Si me pasaran por un período en el que no pude respirar, y me pusieran de regreso donde me encontraron, me sentaría allí y respiraría por un día".
Watson dice que las compañías capturan tantos cangrejos al mismo tiempo que no pueden mantenerlos en tanques. Hay demasiados. Y así los captores sólo apilan los cangrejos en la cubierta del barco.
"Me nombren otra criatura marina que respire bajo el agua y que puede sobrevivir en tierra de la manera en que puede", dice Watson. "No puedes hacer eso con un pez, o una langosta, son muy calurosos, 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 voluntaria, abierta y vaga, dice Novitsky, lo cual no es sorprendente. Las normas fueron presentadas por representantes de los laboratorios LAL, que forman parte de los comités de la ASMFC. ASMFC tiene las mejores prácticas detalladas, pero no tienen ni la aplicación ni las capacidades de vigilancia.
"Yo estaba recibiendo directivas de la propiedad de que no éramos lo suficientemente rentables, y sabes cómo va eso", dijo Novitsky, que en realidad fue expulsado de Cape Cod Associates después de que fue adquirida por una empresa japonesa.
Owings y Watson dicen que no quieren detener a las compañías biomédicas de sangrar cangrejos. Sólo quieren que lo hagan de una manera menos perjudicial. Por ejemplo: las compañías no saben que cuando se sangra a los cangrejos - o incluso sólo se mantienen en el laboratorio durante un largo período de tiempo - les cuesta reponer el suministro de sangre debido a que sus niveles de hemocinina siguen siendo bajos, dice Watson. La hemocianina es una proteína similar a la hemoglobina que transporta el oxígeno a través del cuerpo. Es como si los cangrejos se volviesen anémicos, y sucede simplemente sacándolos del agua, ya sea que se les sangre o no, aunque la recuperación es peor si se les ha sangrado. Sus estudios han demostrado que sólo estar en cautiverio tiene un efecto negativo, dijo Owings.
"Imagínese si usted tenía una vaca, y cada vez que la ordeñaba, tomó un mes antes de que tuviera más leche, ese es el problema aquí", dijo Watson, notando que si tomas un cuarto de sangre de un humano, días. "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".
Watson también se preocupa de que la aguja misma impida algo que actúa como un marcapasos en el corazón del cangrejo. En el laboratorio biomédico, la aguja se inserta en una membrana blanda que corre a lo largo de una bisagra en el caparazón del cangrejo. Pero esa membrana atraviesa el corazón del cangrejo. Si la aguja golpea el marcapasos del cangrejo, podría interrumpir su latido del corazón permanentemente. Las compañías ni siquiera saben acerca de eso - Watson lo hace debido a su tesis sobre la neurobiología del cangrejo de herradura.
Otra cosa: los cangrejos de herradura tienen un fuerte ritmo de marea. Saben cuándo llega la marea alta, y se mueven al borde del agua. Watson probó esto hace varios años con un colega mediante la construcción de una versión de una rueda de hámster de dos cubos de cinco galones con las aberturas frente a frente, pero dejando sólo el espacio suficiente entre la cola del cangrejo. Luego lo colocaron dentro de los cubos y encontraron que correría cada 12.4 horas, aproximadamente el mismo ciclo que las mareas.
"Nos hizo darnos cuenta de que las mareas eran más importantes para estos chicos de lo que pensábamos. Pensé que era sólo durante la temporada de apareamiento", dijo. Fue un descubrimiento importante porque significaba que perderían ese ritmo muy rápidamente si los sacasen del agua y las llevasen al laboratorio. "También nos hizo darnos cuenta de que no sabemos lo que estos chicos hacen la mayor parte del año. Nadie observa a estos chicos, excepto cuando se están apareando".
A él le gustaría eventualmente llevar algunos de sus descubrimientos a los laboratorios médicos con la esperanza de que puedan mejorar sus prácticas de sangrado. Sabemos que el proceso de sangrado reduce la hemocinina del cangrejo, lo que compromete su sistema inmunológico, alimentándolos con una dieta de cobre antes de que sean devueltos al agua podría ayudar a recuperar sus niveles de hemocinina. Le gustaría vender la idea a los laboratorios sangrantes. Pero hasta la fecha, sus intentos de contactar, dice - incluso para confirmar simplemente que sus simulaciones de sangrado son exactas - han quedado sin respuesta.
"No estoy tratando de cerrar las empresas, sólo quiero ver si hay una mejor manera de hacerlo", dijo.
Encontrando su camino
Hay cerca de una docena de receptores en el agua, y cuando los cangrejos se mueven lejos de su rango - y se pueden mover varios kilómetros en un día - los investigadores tienen que reubicarlos para cerciorarse de que los pings se sigan leyendo.
"Hemos usado este método para rastrear las langostas en el océano, pero a veces tendríamos que conducir durante horas yendo por ellas, al menos aquí, puedes conducir por el centro de la bahía y encontrarles", dijo Watson dijo.
Mientras nos alejamos, Watson comenta que los cangrejos tienen una misteriosa comprensión de dónde están en el estuario y donde necesitan estar en diferentes épocas del año. Los cangrejos de herradura frecuentan los lodazales poco profundos en la primavera, verano y otoño, porque pueden forrajear allí caracoles y gusanos durante la marea alta. En los fríos meses de invierno no comen mucho si es que lo hacen, por lo que es difícil saber a dónde van una vez que bajan a aguas más oscuras.
"Se dispersan, no sé cómo encuentran su camino", dijo Watson.
Y sin embargo lo hacen. Hay cuatro puntos calientes para los cangrejos en el estuario, dice, y verás los mismos cangrejos allí en ciertas épocas del año. Lo sabe porque los investigadores los han etiquetado. Hay ciertos lugares donde las hembras ponen sus huevos, los machos los fertilizan, y los huevos eclosionan 30 días después, dice, señalando uno de esos puntos a lo largo de la orilla. Y sin embargo, las larvas deben ser llevadas por la corriente a un lugar diferente, porque los cangrejos juveniles no se encuentran generalmente en el lugar de desove, sino más bien en algún otro lugar en el estuario, dice. Lo que le lleva a creer que hay un patrón complejo en su ciclo de vida que todavía no entendemos completamente.
"Está pasando una conectividad entera, donde se reproduce, donde eclosionan los huevos, donde van las larvas", incluso donde vienen los pájaros a comer los huevos, dijo. "Cuando los laboratorios biomédicos llevan a los cangrejos a sangrarlos y ponerlos de nuevo en un lugar diferente, podrían perturbar esa cosa de conectividad".
Cuando regresemos a la costa, Watson dice que va a bucear con otros dos estudiantes. Necesitan estar una cierta cantidad de tiempo en el agua para mantener sus credenciales de buceo. Mientras se pone su traje de buzo, me cuenta acerca de un sistema de cámara que él y un colega montaron una vez en una trampa de langosta para ver lo que pasaba cuando eran capturadas. Lo que encontraron fue que casi una décima parte de las langostas pudieron escapar.
"Nos quedamos estupefactos con los resultados", dice.
Artículo original por Caren Chesler: "The Blood of the Crab"
