Cómo puede ayudar a combatir el cáncer la forma que tienen los microorganismos que viven en la salmuera de protegerse de la radiación solar

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Las salinas, saleros o también denominados saladares, son paisajes normalmente costeros, (aunque también pueden estar en el interior), que suele pasar bastante desapercibidos para la opinión pública en general, en comparación con las playas o los bonitos países montañosos de nuestro país. Casi siempre se asocian a la explotación minera para la extracción de sal, o bien al paso de aves migratorias de entre las que las más y mejor reconocidas son los flamencos. Sin embargo pocos conocen quelos microorganismos que viven en la sarmuera generan un mecanismo para protegerse de la radiación solar en los meses estivales que le confiere esa tonalidad rosacea. Mecanismo que podría servir para luchar contra células cancerosas en los tratamientos contra esta enfermedad.

Salinas de Villena en la provincia de Alicante. Foto: UA.

Los saladares son ecosistemas abundantes en España (más concretamente en el sur y sureste español) y se tiñen de colores llamativos entre el naranja y el rojo intenso, pasando por toda una gama de rosas y rojos, al llegar la primavera, mostrando tonalidades especialmente intensas en verano.

Quienes hemos crecido cerca de alguno de estos saleros nos hemos preguntado muchas veces porqué y cómo la salmuera (agua salobre que llena las balsas de estos paisajes) cambia de color de esta forma espectacular; y es ahí donde biólogos y microbiológicos de todo el mundo han hecho avances considerables en el conocimiento de estos ecosistemas durante las tres últimas décadas.

¿Por qué la salmuera de los saleros es rosa/roja en verano?

La respuesta en esencia es bien sencilla, en las salmueras viven microrganismos y microalgas que se denominan de forma general “halófilos” (amantes de la sal) porque son seres vivos que necesitan altas concentraciones de sal para vivir de forma óptima. Esos microorganismos suelen crecer y reproducirse más rápidamente en primavera y verano ya que temperaturas entre 35 y 45 grados centígrados suelen ser las ideales para completar su ciclo de vida.

Buena parte de estas formas de vida diminutas tienen la capacidad de fabricar unos pigmentos que en realidad les protegen de la radiación solar, tal y como las cremas solares protegen la piel de los humanos de la exposición al sol.

¿Por qué es necesario protegerse de la radiación solar? La radiación solar en dosis moderadas tiene numerosos efectos beneficiosos para todos los seres vivos, pero en exceso provoca quemaduras en plantas y animales superiores y produce envejecimiento acelerado y acumulación de radicales libres en todos los seres vivos.

¿Que son los radicales libres?

Los radicales libres son moléculas oxidantes inestables que se producen de forma natural en una gran cantidad de reacciones químicas que se desarrollan a diario en todos los seres vivos. Esas moléculas son inestables y cuando se acumulan de forma masiva, provocan daño en las estructuras celulares de todos los seres vivos (en detalle y en términos químicos, tienen un electrón desapareado en su orbital más externo que las hace químicamente inestables y muy reactivas hacia otras moléculas).

La acumulación de radicales libres en los tejidos, los órganos, las células, los microorganismos, etc. no sólo daña las estructuras celulares, sino que además contribuye al proceso de envejecimiento acelerado de los seres vivos y además está en el origen de muchas enfermedades animales y vegetales, entre ellas el cáncer.

¿Cómo se lucha contra los radicales libres?

De forma natural, todos los seres vivos cuentan con reacciones químicas y moléculas que contrarrestan los efectos nocivos de los radicales libres y de esa manera se establece un sistema equilibrado que tiende a eliminar radicales libres a medida que se producen. Esto ocurre gracias a las reacciones que catalizan algunas enzimas (catalizadores moleculares) en las cuales se eliminan o transforman los radicales libres, o bien gracias a algunos compuestos que actúan como antioxidantes (vitaminas, pigmentos, etc.).

Cuando la velocidad en la que se producen los radicales libres supera a la velocidad con la que se eliminan o modifican, se produce la no deseada acumulación de radicales libres que pone en marcha los efectos nocivos antes mencionados.

Es por eso por lo que, por ejemplo, cuando los seres humanos se exponen de forma prolongada al sol, se previene a la piel del riesgo de quemadura y cáncer de piel gracias al uso de protectores solares que tienen moléculas que hacen de filtros solares y moléculas antioxidantes que protegen las estructuras de la piel al eliminar los radicales libres que se producen en exceso por la radiación solar.

De la misma manera, los microorganismos halófilos que habitan en las salmueras de los saleros se protegen de la alta radiación solar que soportan sobre todo en verano, gracias a la fabricación de pigmentos, moléculas antioxidantes que además proporcionan a las salmueras las tonalidades antes mencionadas.

Fotografía de una célula de Haloferax mediterranei, haloarquea aislada por primera vez a partir de salmuera de las salinas de Santa Pola (provincia de Alicante). Los estudios con células cancerígenas aquí mencionados se han realizado con el pigmento mayoritario aislado de este microorganismo, conocido con el nombre de bacteriorruberina.

¿Qué conexión hay entre los microorganismos de los saleros, los radicales libres y el cáncer?

Teniendo en cuenta que la temperaturas idóneas para el crecimiento de los microrganismos halófilos son temperaturas veraniegas, y que los pigmentos que les protegen del sol (y por tanto de los radicales libres) son colorantes antioxidantes que dan colores rosados y rojizos a las salmueras, resulta fácil entender ahora, cómo y porqué la salmuera se tiñe de estos colores con especial intensidad en los meses del año en los cuales la temperatura y la radiación solar que índice sobre las balsas de los saleros es mayor.

Gracias a esos colorantes los microorganismos halófilos acumulan pigmentos antioxidantes que actúa eliminando radicales libres de la estructura celular, y así se protegen del sol. Los ensayos recientemente realizados en el grupo de Bioquímica Aplicada de la Universidad de Alicante demostraron que, de entre todos esos pigmentos, hay uno especialmente raro por su estructura y composición química, denominado bacteriorruberina, que tiene un potencial antioxidante 300 veces superior al de otros pigmentos antioxidantes previamente descritos (artículo científico accesible en: doi: 10.3390/md20110659). Este pigmento es producido por unos microorganismos singulares que viven en las salinas y que de forma general se llaman haloarqueas.

Este primer trabajo se realizó con la bacteriorruberina de una haloarquea que fue originalmente aislada por primera vez de las Salinas de Santa Pola en la provincia de Alicante, pero que actualmente sabemos que está también presente en otros sistemas salineros de España y del mundo.

Una vez confirmado este dato, la pregunta que nos surgió como investigadores es: “si la bacteriorruberina es más potente y eficaz como antioxidante, (dicho de otra manera, eliminando radicales libres), que cualquier otro antioxidante descrito hasta ahora; y teniendo en cuenta que la acumulación de radicales libres está en el origen de muchas enfermedades, entre ellas el cáncer, ¿Qué pasaría si añadimos este pigmento de los saleros a células cancerígenas?

Para abordar esta cuestión, desde le grupo de investigación de Bioquímica Aplicada de la Universidad de Alicante planteamos una colaboración con el grupo de cáncer de mama del Hospital General Universitario de Alicante perteneciente a ISABIAL (Instituto de Investigación Sanitaria y Biomédica de Alicante), con el objetivo de analizar el efecto de la bacteriorruberina en líneas celulares comerciales representativas de distintos tipos de cáncer de mama.

Los resultados, publicados en la prestigiosa Scientifc Reports (Haloarchaeal carotenoids exert an in vitro antiproliferative effect on human breast cancer cell lines. doi: 10.1038/s41598-023-34419-x) mostraron que mientras que las líneas celulares comerciales sanas de epitelio de mama seguían siendo sanas en presencia de la bacteriorruberina, cuando dicho pigmento se añadía a las líneas celulares comerciales representativas de seis tipos diferentes de cáncer de mama, estas células tumorales disminuían su tamaño y su capacidad de proliferar (esto es, completar su ciclo de vida y reproducirse).

Los radicales libres y el estrés oxidativo que los radicales libres provocan pueden inducir cáncer, pero al mismo tiempo se observa que las células cancerosas, generan más radicales libres que las células normales y en buena medida su poder nocivo como células cancerígenas reside en esa síntesis masiva de radicales libres.

Los resultados obtenidos permiten concluir que uno de los bonitos pigmentos que da color a las salinas en verano, la bacteriorruberina, tiene un efecto tóxico sobre las líneas celulares tumorales porque elimina su exceso de radicales libres, un exceso que las hacer ser más dañinas como células cancerosas, mientras que no afecta a las sanas.

Estos resultados prometedores abren una nueva vía de avance en el diseño de estrategias complementarias y/o sustitutivas de las actuales en el tratamiento del cáncer, así como nuevas líneas de investigación en otros ámbitos en los que se puede estudiar el efecto de la bacteriorruberina en otras células como las del sistema inmune, por ejemplo.

La hipótesis que se baraja ahora es que la bacteriorruberina podría activar o modular la respuesta de las células del sistema inmune ante procesos inflamatorios o infecciosos, sin olvidar que en adelante seguirán muchos más estudios para valorar el efecto del pigmento en otro tipo de líneas celulares de cáncer como pulmón, colón, hígado, etc.