Tiburones prematuros que de otro modo morirían sobreviven con ayuda de un útero creado por humanos
Cuando un tiburón nace prematuramente, el agua salada es tóxica para su diminuto cuerpo. Un tiburón bebé prematuro aún no puede regular los niveles de sal en su sangre y, a menudo, muere en unas pocas horas. Entonces, a los investigadores del Acuario Churaumi de Okinawa en Japón se les ocurrió una solución: construir un útero artificial para simular el útero de una madre tiburón.
En un nuevo artículo los investigadores muestran que este útero fabricado puede sustentar embriones de tiburón linterna de Moller (Etmopterus molleri) a mediano plazo hasta por un año, aproximadamente dos tercios de su período normal de gestación de 18 meses. Los científicos esperan que este sistema ayude a los tiburones en su acuario y, eventualmente, se utilice para reforzar las poblaciones silvestres de otras especies de tiburones en peligro de extinción.
El autor principal, Taketeru Tomita, había estado estudiando la reproducción de tiburones y rayas durante varios años cuando se unió al Acuario Churaumi de Okinawa y descubrió que allí los tiburones ocasionalmente dan a luz prematuramente. El acuario también recibe fetos vivos de tiburones extraídos de madres que mueren en las redes de pesca. Este es un problema particular para los tiburones vivíparos, que dan a luz a crías vivas. A diferencia de los tiburones ovíparos, que ponen huevos resistentes, los tiburones nacidos vivos dependen de la protección física del útero a medida que crecen.
Entonces Tomita reunió a un equipo de científicos de tiburones y al personal de cría del acuario para ver si podían construir un útero para darles a los bebés prematuros un poco más de tiempo. El concepto no era del todo novedoso: investigadores de tiburones en Australia habían gestado previamente seis crías de tiburón alfombra jaspeado (Orectolobus ornatus) durante 18 días en un útero artificial.
Imagen: tiburón linterna de Mollers de un año en el Acuario Churaumi de Okinawa
Para su versión, el equipo del Acuario Churaumi de Okinawa construyó un gran tanque. En el interior, colocaron varios tanques más pequeños para contener los embriones en crecimiento. Unas bombas hacían circular líquido filtrado y desinfectado con rayos UV que imitaba el líquido uterino natural de los tiburones y eliminaban el líquido viejo para limpiarlo y reoxigenarlo.
Los residentes embrionarios de este útero llegaron al acuario en gran medida gracias a los pescadores locales, quienes a veces capturan accidentalmente tiburones linterna de Moller preñados como captura incidental y los donan al acuario si mueren en el proceso. Afortunadamente, debido a que los embriones de esta especie reciben nutrientes de los sacos vitelinos externos, pueden sobrevivir por un corto tiempo después de la muerte de su madre.
Aún así, los primeros esfuerzos del equipo estuvieron plagados de desafíos. Uno resultó ser el propio fluido uterino; específicamente, descubrir cómo "destetar" a los tiburones en crecimiento. En el primer experimento, el equipo crió dos embriones tardíos durante cinco meses, pero los vio morir cuando los introdujeron en agua de mar poco después del "nacimiento".
En su segundo experimento, los investigadores descubrieron cómo aumentar lentamente la proporción de agua de mar en el tanque, imitando cómo los tiburones linterna limpian suavemente sus úteros con agua de mar durante el embarazo. Sin embargo, el equipo aún perdió muchos embriones debido a diversas complicaciones, desde un aumento accidental de la salinidad hasta un problema con el suministro de oxígeno y una sospecha de infección bacteriana. Siete de 30 sobrevivieron.
"Fue, por supuesto, triste, pero lo más importante en cada momento era cómo solucionar este problema", dice Tomita.
En su esfuerzo más reciente, Tomita y sus colegas comenzaron con los embriones más jóvenes hasta el momento: de sólo 60 a 80 días de edad. Al final, tres de 33 sobrevivieron. Poco después de nacer del útero artificial, disfrutaron de una comida de cumpleaños a base de caballa picada. Estos tiburones son ahora adultos sanos y nadan en el Acuario Churaumi de Okinawa sin aparentes diferencias con sus compañeros.
Imagen derecha: Panel superior: cambios temporales en la morfología externa del embrión durante la incubación, que muestran una retracción de los filamentos branquiales externos (p. ej.), reducción del saco vitelino externo (ys) y cambio en la coloración del cuerpo (A, etapa 31; B-D, etapa 32 : E, F, etapa 33). Barras de escala = 1 cm. Panel inferior: cambio temporal en la composición química (sodio y urea) del líquido de incubación antes de la “entrega” artificial.
A pesar de la a veces sombría tarea de jugar a ser partera de tiburones, Tomita tiene la esperanza de que estos éxitos se traduzcan en una herramienta que pueda usarse para una gama aún más amplia de pacientes.
Como muchos acuarios, el Acuario Churaumi de Okinawa recibe donaciones de diferentes especies de tiburones rescatados de redes y playas, que pueden estar en diferentes etapas de gestación o tener diferentes estrategias reproductivas. En el futuro, quieren aplicar sus esfuerzos más allá de los tiburones linterna e intentar sacar adelante crías de otras especies, con la esperanza de reforzar las poblaciones de los muchos tiburones amenazados de extinción.
"En nuestro acuario, como en el mundo exterior, para la conservación, no podemos seleccionar las especies que recibimos", dice Tomita. "Los sistemas reproductivos de los tiburones tienen una gran diversidad y creo que nuestro sistema sólo puede aplicarse a aproximadamente la mitad de los tiburones vivíparos. Nos gustaría desarrollar sistemas más universales".
Megan Ellis, ex investigadora de tiburones y codirectora del proyecto australiano de útero artificial, prevé que este será otro gran desafío. Aunque el prototipo de su equipo incubó crías de tiburón alfombra jaspeado, estaba destinado a ser utilizado eventualmente con el tiburón nodriza gris, una especie en peligro crítico de extinción en el este de Australia cuya recuperación está limitada en parte por su propia estrategia reproductiva: los cachorros se canibalizan entre sí en el útero, reduciendo 40 embriones a solo dos al nacer. Ellis dice que la investigación preliminar durante sus pruebas sugirió que el fluido uterino de los tiburones alfombra jaspeados era completamente diferente al de los tiburones nodriza grises.
Otros tiburones son aún más diferentes. Los grandes tiburones blancos, por ejemplo, proporcionan nutrientes adicionales a través de un líquido parecido a la leche que se filtra desde la pared uterina. "Ese fluido uterino y el entorno en el que crece un animal serán muy específicos de cada especie", dice Ellis. "Es posible que puedas hacer un fluido para un género, pero no sé si puedes hacer un fluido uterino que sea de talla única".
En cuanto a Tomita, el próximo proyecto de su equipo se centrará en mantener los embriones de tiburón linterna durante toda su gestación de 18 meses. También quiere hacer que el sistema existente sea más compacto para que sea más fácil de monitorear durante un período tan largo.
"Fue un trabajo muy duro durante un año. No tuvimos fines de semana", dice Tomita sobre la prueba más reciente. "Siempre hablábamos de que estos tiburones eran como nuestros propios bebés. Requieren mucho trabajo".
La investigación se ha publicado en Frontiers in Fish Science: One-year extra-uterine life support for viviparous shark embryos: first technological application to mid-term embryos
