Exploración química de la naturaleza: propuesta para una acción urgente
( Publicado en Revista Creces, Abril 1990 )

Dr. Thomas Eisner
Sección Neurobiología y Comportamiento
Universidad de Cornell, Ithaca, New York.

Cada nueva especie que se extingue es un incendio más en la vasta biblioteca química de la naturaleza. El desastre ecológico significa también la perdida irrecuperable de compuestos químicos únicos y potencialmente útiles para el hombre. Por ejemplo, en medicina. La prospección química de la naturaleza -junto a su preservación- es una tarea urgente para los países en desarrollo.

La extinción de las especies -la "muerte del nacimiento", como ha sido llamada- es ciertamente la crisis silente de nuestros tiempos. Se están perdiendo especies a una velocidad acelerada, mayor por órdenes de magnitud a las velocidades de reposición evolutiva. Aun los más optimistas están de acuerdo en que no se ve una mejoría cercana. Se puede prever que las exigencias del expansionismo humano conducirán al deterioro ambiental y a la destrucción biótica hasta bien entrado el próximo siglo.

Aunque estamos empezando a darnos cuenta de que la extinción es realmente para siempre, todavía no comprendemos qué es lo que perdemos cuando desaparece una especie. El punto que no puede dejar de ser enfatizado, que constituye el núcleo de mi argumento, es que el empobrecimiento biótico inevitablemente conlleva un empobrecimiento químico. La pérdida de una especie significa la pérdida de compuestos químicos, compuestos potencialmente únicos en la Naturaleza. que con muy baja probabilidad podrían haber sido inventados independientemente en el laboratorio y que podrían ser de gran utilidad. En un sentido real, e independientemente de otras medidas de su valor las especies tienen un valor químico.

La bioquímica y la química orgánica, dos disciplinas que tienen que ver con la química de la Naturaleza, han sido exitosas en darnos una visión global de lo que es la vida en términos moleculares. La bioquímica se ha concentrado en aspectos fundamentales, en las moléculas y en los caminos moleculares que han llegado a ser considerados primarios en el metabolismo, que llegaron a establecerse temprano en el transcurso de la evolución y que ahora son atributos de la vida en todas sus formas. La química orgánica, por su interés en la estructura molecular per se, se ha concentrado más en metabolitos secundarios, en aquella miríada de compuestos, a menudo aberrantes en estructura, producidos por caminos metabólicos específicos para ciertas especies o grupos de especies.

Los metabolitos secundarios son secundarios sólo en el nombre. Son las marcas químicas que distinguen a las especies, y en el mundo biótico son tan diversos como la vida misma. Los metabolitos secundarios son, para los organismos que los producen, una adaptación esencial para su sobrevivencia; y para el Hombre, que tan frecuentemente es capaz de darle un uso a esos compuestos, son una ayuda pronta para la expansión de una amplia variedad de fronteras químicas y tecnológicas, incluyendo, por sobre todo, la medicina. Los metabolitos secundarios son joyas del tesoro de la Naturaleza, un tesoro del cual dependemos y cuya existencia está amenazada con la extinción.


Drogas de la naturaleza

Las consecuencias de la pérdida de especies para la química médica son incalculables. El Hombre siempre se ha empeñado en la búsqueda de drogas en la Naturaleza, búsqueda que tiene una larga historia como generadora de frutos fértiles. Las propiedades como factor antimalaria de la corteza del árbol de Cinchona, de donde fue aislada la quinina, fueron conocidas ya por los incas, y las preparaciones cardiotónicas de la dedalera, la fuente de digitalina, eran conocidas en el medioevo. Más importante, sin embargo, la búsqueda de compuestos medicinales sigue dando frutos hasta hoy día.

Drogas "milagrosas" recientemente aisladas incluyen el agente anticáncer Vincristina (de la planta de Madagascar Vinca rosea), la droga inmunosupresora Ciclosporina (de un hongo imperfecto noruego) y el compuesto antihelmíntico Ivermectina (de un actinomicete japonés).

Durante el último tiempo se han acumulado beneficios inconmensurables a partir del uso de estos compuestos, en el tratamiento del mal de Hodgkin y las leucemias, en la prevención del rechazo de órganos en transplantes quirúrgicos, y en el tratamiento de enfermedades helmínticas en el Hombre, ganado vacuno y animales domésticos.

Los beneficios económicos de la comercialización de drogas son también considerables. Las ventas mundiales en 1980 sumaron más de 70 mil millones de dólares. La Ciclosporina, aunque ha entrado en el mercado norteamericano tan sólo hace diez años, se ha vendido por un valor de cerca de 100 millones anuales. Es importante hacer notar que el descubrimiento de drogas es, aún hoy día, una cuestión de casualidad. La Ivermectina y la Ciclosporina salieron a la luz en el transcurso de muestreos rutinarios de actividad biológica de microorganismos (el estudio del hongo que dio origen a la Ciclosporina fue casi interrumpido cuando no mostró la potencia antibiótica para la cual fue, en un comienzo, muestreado) y las propiedades antitumorales de plantas del género Vinca fueron descubiertas casualmente durante ensayos de actividad antidiabética de la planta.

Las drogas constituyen una gran parte de nuestro arsenal farmacéutico. Tan sólo en los EE.UU. de Norteamérica más de un cuarto de todas las prescripciones médicas son formulaciones basadas en productos de plantas o de microorganismos, o en derivados sintéticos de ellos. A pesar de que se espera que la biotecnología traiga progresos revolucionarios en el desarrollo de vacunas y en muchos aspectos de la ciencia terapéutica, nadie espera que estos avances obvien nuestra necesidad de remedios convencionales, y especialmente aquellos proporcionados por nuevas drogas de la Naturaleza.

¿Qué parte del tesoro químico de la Naturaleza ha sido descubierto?. Es difícil encontrar un dato preciso, pero los datos relacionados con un grupo importante de los metabolitos secundarios, los alcaloides, pueden dar una idea de lo fragmentario de nuestro conocimiento. Los alcaloides son extraordinariamente variados, tanto en estructura como en actividad biológica. Miles de ellos han sido caracterizados químicamente, y cientos han demostrado ser activos en una diversa variedad de maneras. Entre ellos se incluyen anestésicos, analgésicos, narcóticos, vasoconstrictores y dilatadores, estimulantes respiratorios, relajadores musculares, agentes anticolinérgicos y colinérgicos, insecticidas y antiparasitarios, para mencionar unos pocos. Sin embargo, alrededor del 2% de las plantas con flores -5.000 de un total estimado de 250.000 especies- ha sido examinado en búsqueda de alcaloides. La mayor parte de estos compuestos y, de hecho, también de los metabolitos secundarios en general, está aún por descubrirse.

Y las plantas son sólo una fracción de lo que queda por explorar en la Naturaleza. Los microorganismos, en su variedad infinita, todavía son una incógnita química, y la vasta pluralidad de invertebrados, que incluye tantas pequeñas formas de hábitos marinos o de suelo, es a menudo excluida de los programas de muestreo. Las especies mismas en estos grupos son en gran medida desconocidas.

¿Es importante la extinción de las especies, dado que uno puede llegar a compensar, a través de inventiva química, la pérdida de algún preciado tesoro por este proceso?. En lo que se refiere al desarrollo de nuevos productos medicinales, yo diría que ciertamente es importante: la síntesis de drogas (fármacos) no es, como regla, un proceso puramente inventivo. Los fármacos son comúnmente moldeados siguiendo a productos naturales, dado que son éstos los que proveen los primeros datos sobre las posibilidades terapéuticas de una estructura molecular dada. La Naturaleza es, entonces, una aliada del químico orgánico y, más aun, una fuente de inspiración frecuente. Lo que arriesgamos en el área química por extinción de especies, es, sin duda, en gran medida irreemplazable.


La necesidad de un aumento de los muestreos químicos

La búsqueda de compuestos medicinales, y también de productos naturales en general, es esencialmente un proceso en dos etapas.

Primero, se busca una actividad química o bioquímica en un organismo o en parte de él y, segundo, se aíslan y caracterizan los compuestos activos de esa fuente. La primera etapa involucra el uso de bioensayos, pruebas por las cuales las sustancias naturales, a menudo en la forma de extractos químicos, son evaluadas según los efectos provocados en organismos o cultivos celulares seleccionados o en otros sistemas que sirven de blanco. La segunda etapa, más puramente química en su enfoque, involucra técnicas de fraccionamiento y de purificación, seguidas de técnicas espectroscópicas o de otros procesos analíticos. La primera etapa es intensiva en el uso de técnicas y de obra de mano; la segunda es intensiva en el uso de tecnología y depende del empleo de aparatos sofisticados y costosos. Las dos etapas, muestreo y caracterización, son frecuentemente emprendidas por el mismo establecimiento académico, gubernamental o industrial. Biólogos y químicos colaboran en estos esfuerzos, que son hoy día emprendidos principalmente en el mundo industrial.

La pregunta que uno puede hacerse es si este estado de cosas es el ideal. Ya que la exploración química debe ser intensificada, ¿cómo puede implementarse idealmente esa intensificación? A mi juicio, lo que se necesita primordialmente es una amplia expansión de los esfuerzos de muestreo, de esa exploración de actividad biológica, hacia aquellos lugares en el mundo donde está ocurriendo en forma masiva el proceso de extinción, es decir, hacia las naciones en desarrollo que existen en los trópicos. No estoy proponiendo una disminución de los muestreos que actualmente se están llevando a cabo en lugares establecidos (muy por el contrario, algunos de éstos deberían ser acrecentados), sino la creación de nuevos laboratorios de muestreo, en su mayor parte en el Tercer Mundo, específicamente dedicados a pruebas químicas en organismos de ecosistemas amenazados o en extinción. Estos esfuerzos podrían estar ligados a necesidades médicas locales. Por ejemplo, podrían dictar que se diera particular énfasis a la búsqueda de agentes antimicóticos o antiparasitarios. Pero, más importante aun, la información obtenida a través de los muestreos tendría un valor real. La consecuencia inevitable de las actividades de descubrimiento sería el establecimiento de colaboraciones con universidades e industrias, inicialmente quizás en naciones desarrolladas y en aquellas del Tercer Mundo con mayor desarrollo relativo, que trabajarían en la caracterización y síntesis de los compuestos químicos activos descubiertos. En esta etapa se podrían establecer convenios que aseguraran que las ganancias derivadas de la eventual comercialización de los compuestos químicos llegaran en una medida justa a las naciones donde se realizó el muestreo.

Habría dos ventajas adicionales para las naciones que emprendieran el muestreo:

(a) Es frecuente que los científicos con entrenamiento avanzado y especializado de las naciones en desarrollo carezcan de oportunidades profesionales apropiadas en sus países. Los laboratorios de muestreo crearían esas oportunidades para biólogos, bioquímicos y químicos, y, al proceder así, fortalecerían la ciencia en esos países.

(b) El muestreo químico es, esencialmente, no invasor. La consecuencia natural del descubrimiento de una actividad biológica no es la cosecha del organismo que la posee, sino más bien la identificación del compuesto químico responsable de ella y su eventual producción por síntesis en el laboratorio. Es así como la exploración química es compatible con la conservación biológica.


Implementación

Aunque parecería prematuro a estas alturas delinear en detalle cómo podrían ser financiados los laboratorios de muestreo propuestos, sugiero que sean establecidos, al menos inicialmente, por el proceso de intercambio que se ha dado en llamar "deuda por Naturaleza". En este esquema, la nación deudora sería autorizada para convertir su deuda en inversiones en moneda nacional, una estrategia que ya está mostrando utilidad en la implementación de programas de conservación en el Tercer Mundo, incluyendo la creación de reservas. Tiene sentido montar laboratorios de muestreo bajo ese auspicio, ya que formarían parte del esfuerzo conservacional mismo. Más aun, podrían ser particularmente útiles como agregados a esos programas, ya que potencialmente pueden llegar a ser autosuficientes y generadores de ganancias. En lo que podría ser un calce perfecto, la exploración química podría llegar a ser parte de la conservación biológica. El estudio de nuestro tesoro químico estaría ligado a la preservación del mundo biótico en el cual está inmerso.


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