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Límulus

Lo que late dentro de una sangre azul

Texto por Agustín B. Ávila-Casanueva *

Dibujos de Mateo Pizarro

caparazon

Límulus es un fósil viviente. Lo anterior es una forma de decir que límulus es muy resistente, que ha podido sobrellevar los cambios geológicos, depredadores, presas y parásitos sin tener que adaptarse a ellos. Analizando a este artrópodo –sus parientes cercanos son las arañas, no los cangrejos podemos ver que una fuerte defensa es parte de lo que lo ha hecho tan exitoso. Limulus polyphemus es un ser un tanto extraño, sus nombres comunes, “cacerola de mar”, “cangrejo bayoneta”, “tanquecito de mar” y “cucaracha marina” nos dan una idea de su físico y de sus características. Prácticamente todo su cuerpo está cubierto por una dura coraza, pero el punto más fuerte de su defensa está dentro de su sangre.

Límulus tiene la sangre azul, tal vez por eso en Estados Unidos también se le conoce como “cangrejo rey”. Pero este atributo no lo obtuvo por descendencia real, es sólo una cuestión fisiológica… química, en realidad. En nuestra sangre, las células que se encargan de transportar el oxígeno al resto de nuestro cuerpo –los glóbulos rojos o eritrocitos–, utilizan una proteína llamada hemoglobina que, cual si fuera una pequeña caja, guarda oxígeno ligándolo a un átomo de hierro. Este hierro oxidado, como bien conocemos, es de color rojo, de color óxido, y por eso nuestra sangre se ve así. El límulus, por su parte, no utiliza hierro, prefiere el cobre para ligar el oxígeno a las células de su sangre, lo cual le da el tono azul de cobre oxidado.

Su sangre es más que cobre oxidado, las únicas células que contiene son llamadas amebocitos –ya que tienen motilidad propia, como las amibas; éstas, además de transportar el oxígeno a todo el cuerpo, son unas xenófobas reaccionarias y gracias a su alta sensibilidad son una mejor defensa que la coraza tan llamativa que visten los límulus.

En la década de 1950 un científico estadunidense de nombre Fred Bang 1 estudiaba la circulación sanguínea utilizando como modelo al límulus. Durante uno de sus experimentos, notó que una de las cacerolas de mar con las que trabajaba murió de una manera bastante extraña: prácticamente todo el volumen de su sangre se había coagulado en una sola masa gelatinosa. Esta muerte, que parecía sacada de alguna película de ciencia ficción, intrigó lo bastante a Bang como para cambiar su investigación y saber qué había causado tal reacción en la sangre del límulus fallecido.

Fred Bang logró encontrar su respuesta. La muerte había sido causada por una infección de la bacteria Vibrio cholerae, la causante del cólera en las personas. Pero límulus no murió de cólera, la infección en realidad nunca llegó a suceder. Esto lo supo Bang cuando expuso la sangre de límulus a células muertas de Vibrio y seguían causando el mismo efecto coagulante, por lo tanto no era algo que Vibrio hiciera, sino algo que tenía.

Vibrio tiene en su membrana exterior, como uno más de los bloques que la conforman, una molécula larga llamada lipopolisacárido o endotoxina. Como su nombre indica, esta molécula resulta ser una toxina para muchos animales, en el caso de los humanos desata fuertes fiebres, que funcionan como una alarma preventiva, pues la fiebre es una manera que tiene el cuerpo de decir “encontré a un extraño que nos quiere hacer daño, intentaré matarlo antes de que nos pase algo”. La fiebre, los glóbulos blancos –que se comen a los intrusos tóxicos, y una intrincada red de diminutos vasos sanguíneos y capilares que logran mantener una infección aislada del resto de nuestro cuerpo son algunas de las defensas con las que contamos. En cambio, el límulus sólo tiene una.

El límulus habita en el mar, una sopa de microorganismos que están dispuestos a explorar cualquier nuevo ambiente que se les presente. Así, una pequeña rajadura en la coraza del límulus lo expone terriblemente a todos estos microorganismos; es cierto que muchos no le causarían ningún mal, pero hay que tener cuidado con los que sí. Límulus es de sangre fría, es decir, no puede subir su temperatura para causar una fiebre, y su sistema circulatorio es clasificado como abierto, esto es que no hay una pequeña telaraña de capilares donde segregar una infección. La cacerolita de mar, entonces, coagula.

Ahora entran en acción los amebocitos, las células de color azul que están dentro de la sangre de límulus. Además de transportar oxígeno, son las encargadas de detectar a intrusos que puedan hacer daño, como los que tienen toxinas en su membrana exterior. Cuando los amebocitos encuentran esta toxina secretan un factor de coagulación coagulógeno que causa que tanto el amebocito que lo detectó como todos los de su alrededor se coagulen y pasen de ser una célula motil, a formar un gel denso e inmóvil. Con esto, la infección ha quedado controlada.

sangre

En el laboratorio, Fred Bang expuso la sangre de límulus a otras especies y géneros de bacterias y encontró que todas aquellas que compartían este tipo de toxina en su membrana exterior, llamadas “Gram negativas”, causaban la misma reacción veloz y coagulante. Estas bacterias también causarían las reacciones febriles en las personas y podrían llegar a causar una infección mayor. Bang había encontrado una manera práctica de saber si ese tipo de bacterias estaban presentes en algún medio.

Este descubrimiento, encontrado dentro de un proyecto de investigación básica, se volvió de gran importancia médica. Durante distintos procedimientos médicos entran a nuestro cuerpo sueros, vacunas, antiinflamatorios, antibióticos y varios otros líquidos, los cuales, al igual que los médicos, deben de seguir el juramento hipocrático y ante todo, “no hacer daño”, esto incluye no sólo estar libre de bacterias, sino también de toxinas que desencadenen reacciones no deseadas por parte del cuerpo, como la fiebre.

La sangre de límulus, o más bien, el lisado de amebocitos de límulus –LAL por sus siglas, una solución que contiene solamente los amebocitos, sin la sangre de la cacerola de mar, se convierte en una herramienta práctica para detectar este tipo de intrusos no deseados. Desde la década de los setenta, el LAL se utiliza en la industria farmacéutica para comprobar que cada lote de productos que estén destinados a entrar al organismo humano esté libres de patógenos y toxinas. Una pequeña muestra del producto a probar se vierte en un tubo de ensayo junto con el LAL, después de 45 minutos el tubo se voltea; si en el fondo hay un coágulo el lote se debe de desechar, si no, puede ser repartido a los hospitales. En una detección más fina, los astronautas de la Estación Espacial Internacional utilizan el coagulógeno para detectar si hay bacterias u hongos presentes antes de trabajar en su propio laboratorio espacial.

Ahora, ¿cómo es que la industria farmacéutica obtiene suficiente sangre azul para hacer estas pruebas? Límulus suele vivir en el golfo de México y a lo largo de la costa norte del Atlántico. Muchas farmacéuticas recolectan a estos artrópodos en las costas de Delaware y Nueva Inglaterra para llevarlos a laboratorios cerca de la costa, extraerles un litro de sangre mediante una punción en una arteria, dejarlos recuperarse durante un periodo de entre dos y tres días y regresarlos al mar. Este procedimiento debe realizarse en condiciones estériles, para evitar la contaminación por bacterias que mate a los límulus.

Este procedimiento se ha utilizado durante varias décadas y no causa una molestia grave para los límulus, aunque se reporta que un poco menos del 10% de los límulus recolectados no sobrevive el procedimiento.

Esto fue hasta que el investigador Christopher Chabot y su grupo de trabajo en New Hampshire, Estados Unidos, analizaran más a fondo qué pasaba con los límulus después de su sangrado2. Un litro de sangre representa casi un tercio de la sangre total del cangrejo bayoneta; esto, añadido a la captura, el transporte y la desecación por no estar dentro del agua marina genera estrés en el animal.

Chabot y sus colaboradores capturaron cincuenta y seis límulus en las costas de New Hampshire, los transportaron a su laboratorio cerca de la costa, los sangraron y los regresaron al océano, aunque dentro de encierros donde las pudieran monitorear ellos mismos o a través de cámaras capaces de medir su movimiento las 24 horas del día.

Estos investigadores encontraron lo que uno sospecharía que sucede cuando a alguien, artrópodo o no, le extraen un tercio de sangre, lo sacan de su medio natural y lo agitan: las cacerolas de mar se notan estresadas, disminuyen su velocidad al caminar a cerca de la mitad están desorientadas e incluso cambian a un hábito de vida preferentemente nocturno o diurno, cuando en condiciones normales suelen estar activas a lo largo de todo el día. Pero los cambios no se quedan ahí: aunque el volumen de sangre es recuperado cerca de tres días después de la extracción, el nivel de amebocitos no se recupera hasta tres meses después. La defensa principal, la que ha ayudado a mantener al límulus como un fósil viviente durante millones de años, no vuelve a sus niveles hasta tres meses después.

Aunque se ha prohibido a la industria pesquera atrapar límulus –son utilizados como carnaza para atrapar a los caracoles de mar, usados en diferentes guisos, la captura para obtener LAL ha crecido 76% desde el 2007 en la zona de Nueva Inglaterra, y los números totales de la población de estos artrópodos han disminuido constantemente a lo largo de los años.

Límulus es una maravilla de la evolución, y su sangre ha probado sernos casi tan útil a nosotros como a sí mismo, nos hemos convertido en el vampiro de esa especie y parece no lograr adaptarse a ello. El trabajo de Chabot y sus colaboradores busca alertar acerca del estrés que se está generando en esta especie, controlar las cantidades de animales colectados y detener por completo la actividad durante el periodo de cruza.

Esperemos que el límulus tenga en su sangre suficiente defensas que le permitan resistir el tiempo necesario para readaptarnos a nuestro entorno y no terminemos con él.

patas

*Egresado de la carrera de Ciencias Genómicas, piensa que la divulgación de la ciencia puede llenar espacios culturales, de comunicación, científicos y lúdicos. Agustín pasea a sus perros por las mañanas, lee novelas negras y juega basquetbol. Ha colaborado también con Historias Cienciacionales y con Cienciorama.

 

1. Artículo sobre Fred Bang y la historia de la sangre azul: http://hermes.mbl.edu/marine_org/images/animals/Limulus/blood/bang.html

2. Rebecca L. Anderson, Winsor H. Watson, and Christopher C. Chabot. Sublethal Behavioral and Physiological Effects of the Biomedical Bleeding Process on the American Horseshoe Crab, Limulus polyphemus. The Biological Bulletin, December 2013

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