Identificación de nuevos glicanos en la capa mucosa de la piel de tiburones y rayas
Los tiburones se diferencian de otros peces en muchos aspectos, incluida una capacidad aparentemente notable para curarse las heridas, según informes de tiburones que se recuperan de heridas sufridas en la naturaleza.
Si bien esta capacidad curativa aún no se ha documentado en condiciones controladas de laboratorio, algunos de los compuestos químicos encontrados en la piel de tiburón pueden tener un significativo potencial biomédico.
Para investigar esta posibilidad, dos investigadores de dermatología del Instituto Karolinska de Suecia llevaron a cabo investigaciones sobre un pequeño tiburón, la mielga (Squalus acanthias) y otras especies de peces cartilaginosos en el Laboratorio de Biología Marina (MBL) en Woods Hole. Su objetivo es comprender la bioquímica única de la piel de estos animales.
Investigaciones anteriores sobre tiburones en otros laboratorios llevaron al desarrollo de un nuevo antibiótico y al descubrimiento de relevantes vías bioquímicas para la investigación de la fibrosis quística.
Jakob Wikström, profesor asociado de dermatología e investigador principal en Karolinska, y Etty Bachar-Wikström, investigadora principal, estudiaron en el MBL la mucosa cutánea de dos especies de tiburones y sus parientes cercanos, las pequeñas rayas. A diferencia de la gran mayoría de las especies de peces, que tienen una piel relativamente suave protegida por una espesa y viscosa capa de mucosidad, los tiburones tienen una piel áspera que se siente como papel de lija. No era obvio si esta piel tenía alguna capa mucosa protectora.
Imagen: El tiburón alitán mallero (Scyliorhinus retifer) es una de las cuatro especies de elasmobranquios (tiburones, rayas, rayas y peces sierra) que se sabe que son biofluorescentes. Crédito: Jakob Wikström y Etty Bachar-Wikström
"Se sabe mucho más sobre la biología de los peces que sobre la biología de los tiburones, por razones obvias", afirmó Wikström. "Los peces son más fáciles de manipular y existe un mayor interés comercial en ellos". Los tiburones también son peces, por supuesto, pero el 99 por ciento de los peces son especies óseas (Osteichthyes), a diferencia de los tiburones cartilaginosos y las rayas (Chondrichthyes). Nuestro objetivo en este artículo era caracterizar la piel de tiburón a nivel molecular, algo que no se ha hecho en profundidad", señaló Bachar-Wikström.
Su estudio encontró una capa mucosa muy fina en la piel del tiburón que es químicamente diferente a la del pez óseo. La mucosa del tiburón es menos ácida, casi neutra, y resulta ser más similar químicamente a la mucosa de algunos mamíferos, incluido la mucosa humana, que a la mucosa de los peces óseos, dijo.
Es una prueba más de que "la biología molecular de los tiburones es única", afirmó Wikström. "No son simplemente otro pez nadando. Tienen una biología única, y probablemente hay muchas aplicaciones biomédicas humanas que se podrían derivar de eso. Por ejemplo, cuando se trata de mucina [un componente primario de la mucosidad], uno puede imaginar diferentes tratamientos tópicos para el cuidado de heridas que podrían desarrollarse a partir de eso".
A partir del bacalao ya se han obtenido productos para el tratamiento de heridas, dijo, y señaló: "Creo que es posible que se pueda hacer algo similar a partir de tiburones".
Imagen: Cría de raya pequeña (Leucoraja erinacea), otra especie estudiada por el equipo. Crédito: Tetsuya Nakamura
Bachar-Wikström añadió: "Además de la relevancia humana, también es importante caracterizar a estos increíbles animales y saber más sobre ellos y cómo sobreviven en su entorno. Creo que este es sólo el primer paso hacia una comprensión molecular aún más profunda".
La pareja tiene una serie de artículos en proceso para caracterizar mejor las propiedades bioquímicas únicas de estas especies, que incluyen el tiburón gato (Scyliorhinus retifer) y la raya pequeña (Leucoraja erinacea), junto con la mielga. Estos artículos incluyen estudios en profundidad de los diferentes tipos de células de la piel a nivel unicelular y también analizan con más detalle las capacidades curativas de la piel de tiburón.
"Los animales que están evolutivamente muy lejos [de nosotros] todavía pueden darnos información muy importante que es relevante para los humanos", dijo Wikström.
Si bien se ha realizado una gran cantidad de investigaciones sobre la curación de heridas en el pez cebra, dijo, "nadie lo ha hecho en la misma medida en tiburones, por lo que es emocionante porque realmente no sabemos qué vamos a encontrar. Es una investigación exploratoria".
Los investigadores dijeron que el MBL proporcionó recursos especiales que hicieron posible este trabajo, incluida una gran colección de especímenes de las especies relevantes y especialistas con gran experiencia en el trabajo con ellas. "Es realmente una competencia única que tienen", afirmó Wikström. "No hay muchos lugares en Estados Unidos ni en el mundo donde lo tengan".
Los resultados iniciales de la investigación sobre la capa mucosa se publicaron recientemente en el International Journal of Molecular Sciences: Identification of Novel Glycans in the Mucus Layer of Shark and Skate Skin
