Un dispositivo “huele” el agua de mar para descubrir y detectar moléculas nuevas

Los organismos marinos liberan constantemente moléculas invisibles bajo la superficie del océano. Algunos rastros químicos revelan qué criaturas están cerca, mientras que otros podrían utilizarse algún día como medicamentos. Un grupo de investigadores ha publicado ahora en ACS Central Science una prueba de concepto de un dispositivo que “huele” el agua de mar y atrapa los compuestos disueltos en ella para analizarlos. El equipo demostró que el sistema podía concentrar fácilmente moléculas presentes en cuevas submarinas y parece que podría descubrir nuevos fármacos en ecosistemas frágiles, como los arrecifes de coral.

Una gota de agua de mar es como una cucharada de sopa diluida: es un complejo caldo de moléculas disueltas de organismos oceánicos. Para identificar lo que hay en la mezcla, los científicos necesitan capturar y concentrar estas moléculas. Sin embargo, muchos entornos submarinos están amenazados, sobre todo los que contienen compuestos únicos que podrían tener actividad biológica. Por ello, Thierry Pérez, Charlotte Simmler y sus colegas buscaron desarrollar un instrumento submarino que capturase y enriqueciese los compuestos disueltos producidos por esponjas u otros organismos marinos, sin dañar su fuente ni su ecosistema.

Los investigadores crearon un dispositivo impermeable que un buzo podría manejar fácilmente y que podría bombear agua de mar a través de unos discos de tacto y grosor similares a los de las almohadillas desmaquillantes. Estos discos absorbían moléculas disueltas para su posterior análisis. Este instrumento, llamado “registro local de moléculas marinas” (In Situ Marine moleculE Logger o I-SMEL), se puso a prueba en cuevas del mar Mediterráneo de 65 pies (15 metros) de profundidad que contenían una gran variedad de esponjas gigantes. Tras tomar muestras del agua, los investigadores analizaron los compuestos capturados mediante la técnica de espectrometría de masas. Los compuestos tenían diferentes composiciones elementales, y muchos de ellos presentaban estructuras moleculares desconocidas. Según los investigadores, esto podría permitir el descubrimiento de nuevos productos naturales.

Se encontraron varios metabolitos, incluidos alcaloides bromados y furanoterpenos, recogidos del agua de mar, en tres especies de esponjas que los investigadores habían analizado. En algunos casos, el sistema concentró compuestos liberados por las esponjas. Por ejemplo, encontró que había aproximadamente 20 veces más aeroplysinina-1 en los extractos de agua de mar que en un extracto de esponja amarilla de cueva. Los investigadores afirman que “I-SMEL” supone una forma no invasiva de capturar moléculas que podrían tener interés para proporcionar información sobre la salud de un ecosistema, o detectar nuevas moléculas para el descubrimiento de futuros fármacos. El siguiente paso, añaden, es adaptar el dispositivo para que filtre agua de mar de forma autónoma a largo plazo y para que funcione de forma remota en aguas más profundas.

Los autores agradecen la financiación de la Agencia Francesa Nacional de Investigación, la Fundación Total, el Instituto de Ecología y Medio Ambiente del Centro Nacional de Investigación Científica por su Apoyo Inicial a Proyectos de Exploración, la Misión de Iniciativas Transversales e Interdisciplinarias del Centro Nacional de Investigación Científica, y la Asociación Nacional de Investigación Técnica.

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