Ciencias naturales

"Antipathozoanthus hickmani: Un guardián del océano y su tesoro de compuestos bioactivos"

agurtor — Wed, 05 Feb 2025 14:47:45 +0000

"Antipathozoanthus hickmani: Un guardián del océano y su tesoro de compuestos bioactivos" agurtor Mié, 05/02/2025 - 09:47

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Referencias

1. Guillen, P. O., Calabro, K., Jaramillo, K. B., Dominguez, C., Genta-Jouve, G., Rodriguez, J., & Thomas, O. P. (2018). Ecdysonelactones, ecdysteroids from the Tropical Eastern Pacific zoantharian Antipathozoanthus hickmani. Marine Drugs, 16(2), 58. http

En un avance sin precedentes, logramos realizar el primer estudio químico de Antipathozoanthus hickmani, descubriendo cuatro metabolitos únicos llamados Ecdysonelactonas A-D. Estas moléculas extraordinariamente únicas, conforman una nueva familia de compuestos conocidos como ecdiesteroides. Estos compuestos se destacan por una estructura que contiene un anillo de γ-lactona fusionado al anillo A del ecdiesteroide, algo jamás visto en compuestos reportados de organismos marinos o terrestres (Fig 3).

Motivados por este descubrimiento, continuamos el estudio de Antipathozoanthus hickmani al detectar patrones interesantes en su espectro de masas. Esto nos llevó a identificar cuatro nuevos dipéptidos halogenados denominados Valdiviamidas A-D, que contienen elementos como el iodo y bromo (Fig 3). Estos compuestos fueron nombrados en honor a la antigua cultura Valdivia de Ecuador, ya que las muestras se recolectaron cerca de su lugar de origen en Santa Elena, donde se desarrolló esta cultura milenaria. De estos metabolitos, Valdiviamida B mostró una actividad prometedora contra células de cáncer de hígado (HepG2).

Los organismos marinos son un reservorio importante de metabolitos bioactivos con estructuras únicas y complejas que son ampliamente utilizadas como precursores en el desarrollo de fármacos para el tratamiento de enfermedades tumorales, inmunológicas, infecciosas, entre otras. Gracias a sus diversos y novedosos mecanismos de acción, los productos naturales marinos se han convertido en una alternativa terapéutica con un gran potencial en áreas como la oncología.

La biodiversidad marina del Ecuador no solo representa una fuente invaluable de compuestos químicos con potenciales aplicaciones en la salud humana, la acuicultura y la agricultura, sino que también representa un llamado a su exploración y conservación.

El mar ecuatoriano esconde un verdadero tesoro: una rica diversidad de vida marina que producen compuestos químicos únicos. Estos metabolitos, con estructuras fascinantes, podrían ser la clave para el desarrollo de futuros tratamientos en salud humana y animal. Aunque organismos como esponjas, corales y cnidarios han sido reportados en la costa ecuatoriana y las Islas Galápagos, aún son pocas las investigaciones que exploran el potencial químico de estas especies, dejando un mundo de posibilidades por descubrir. En el CENAIM continuamos desentrañando los misterios de los invertebrados marinos, explorando su extraordinaria diversidad química y evaluando sus potenciales aplicaciones en salud humana y animal.

Entre los interesantes invertebrados marinos que habitan en la Reserva marina El Pelado, se encuentra Antipathozoanthus hickmani, un coral blando que vive en los misteriosos fondos del océano, y que fue descrito por primera vez en las Islas Galápagos. Se caracteriza por presentar 40 tentáculos de color amarillo con pólipos largos de color rojizo, además de su asociación exclusiva con el coral negro Antipathes galapagensis.

El estudio químico consiste primeramente en realizar la extracción y fraccionamiento de los metabolitos del organismo utilizando solventes orgánicos (Fig 2). Posteriormente, los metabolitos presentes en las fracciones son purificadas utilizando un equipo de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC). Los compuestos purificados son analizados en el equipo de Resonancia Magnética nuclear (NMR) y Espectrómetro de masas (LC-MS) para identificar la estructura química del compuesto.

Autores

Paul Orlando Guillén Mena Ph. D.

Reciclaje de papel con estrategias biotecnológicas: ¿Una solución al cambio climático?

agurtor — Fri, 22 Nov 2024 16:22:25 +0000

Reciclaje de papel con estrategias biotecnológicas: ¿Una solución al cambio climático?  agurtor Vie, 22/11/2024 - 11:22

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Referencias

1 M. F. S. Torres, “Ecología política y geografía crítica de la basura en el Ecuador”, Letras Verdes. Revista Latinoamericana de Estudios Socioambientales, (17), 4-28, 2015. 2. https://www.rubicon.com/blog/paper-recycling-process/ 3. Ngoc Han, Jianhua Z

¿Dónde buscar soluciones más sostenibles?

En Ecuador, investigaciones innovadoras están explorando el potencial biotecnológico de microorganismos locales aislados a las hojas de cacao (Theobroma cacao) para optimizar el reciclaje de papel. Uno de los microorganismos, un hongo identificado en el laboratorio del CIBE, Fusarium graminearum, produce enzimas xilanolíticas con baja actividad celulasa. Las enzimas, presentes en todos los organismos, son como pequeños obreros especializados que cumplen tareas específicas, en este caso “pulir" y transformar la pulpa de papel haciéndola menos porosa. Este proceso permite reciclar el papel al final de su vida útil sin blanqueadores agresivos y con menos lavados, reduciendo el impacto ambiental del reciclaje y promoviendo prácticas más sostenibles.

Estrategia biotecnológica

El hongo Fusarium graminearum ha mostrado una producción significativa de xilanasa (1.79 U/ml) cuando se cultiva con salvado de trigo, un residuo agrícola que se puede aprovechar en este proceso. Este hongo podría mejorar el tratamiento de la pulpa de papel durante el reciclaje. Las enzimas que produce descomponen componentes de la celulosa y xilano, permitiendo un tratamiento más ecológico del papel reciclado.

Implementación sostenible

El uso de enzimas derivadas de desechos agrícolas promueve la economía circular y mejora la eficiencia del reciclaje de papel. Esta innovación biotecnológica podría reducir drásticamente la dependencia de productos químicos dañinos y muchas veces e importados muchas veces, así como el consumo excesivo de agua en la industria. Al implementar soluciones como ésta, se da un paso hacia un futuro más sostenible y con menor impacto ambiental, destacando la importancia de la investigación científica realizada con recursos locales que colabore a la mitigación del cambio climático. Menos agua y mayor eficiencia energética.

El reciclaje es un proceso fundamental para reutilizar desechos comunes y convertirlos en nuevas materias primas. Aunque es una práctica amigable con el ambiente, el reciclaje de papel presenta importantes desafíos, especialmente en las etapas previas a su reutilización, como el tratamiento de la pulpa que requiere cantidades importantes de agua.

¿Qué se recicla?

En Ecuador, se reciclan aproximadamente 5715.000 toneladas de materiales como cartón, papel, plásticos y otros cada año. De esa cifra, el papel y el cartón representan un 24,4% a gran proporción. Según un informe de la FAO, la producción de papel y cartón en Ecuador en 2020 fue de 244.654 toneladas. A nivel global, el consumo de papel supera los 400 millones de toneladas anuales, con un promedio de 55 kg por persona al año, según datos de la Environmental Paper Network.

Uso excesivo de agua y blanqueadores químicos

El proceso de reciclaje de papel involucra varias etapas, desde la recolección hasta la decoloración. En el intermedio se debe realizar la desintegración, esta etapa implica el uso de agua, que sirve como medio para la suspensión de fibras y la dispersión de productos químicos.

En todo el proceso la gestión eficiente del agua es esencial para mantener la calidad del producto reciclado y reducir el consumo de agua dulce. Cuando el material presenta tintes, el último paso implica lavados intensivos y el uso de productos como el cloro para blanquear la pulpa, lo que tiene un impacto negativo en el medio ambiente debido al uso de productos químicos nocivos.

Autores

Nardy Diez

Explorando el Tesoro Químico del Océano: Descubrimiento de una nueva familia de alcaloides llamadas Terrazoantinas

agurtor — Fri, 15 Mar 2024 16:42:08 +0000

Explorando el Tesoro Químico del Océano: Descubrimiento de una nueva familia de alcaloides llamadas Terrazoantinas agurtor Vie, 15/03/2024 - 11:42

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Referencias

Jaramillo, K.B., Reverter, M., Guillen, P.O., McCormack, G., Rodriguez, J., Sinniger, F., Thomas, O.P., 2018. Assessing the zoantharian diversity of the Tropical Eastern Pacific through an integrative approach. Scientific Reports. 8, 7138. Sączewski, F.,

Estos compuestos, identificados como terrazoantinas A-C, representan un hallazgo excepcional. La estructura única de las terrazoantinas A-B, con un esqueleto de 2-aminoimidazol unido a un ciclohexano, nunca antes se había observado en productos naturales marinos o terrestres. Además, la presencia del benzoilo como sustituyente en una amina primaria es una característica distintiva de esta nueva familia de productos naturales marinos. Los compuestos químicos derivados de guanidina han demostrado tener un gran potencial como agentes anticancerígenos, antibacterianos, antifúngicos, antiinflamatorios entre otros. Esto nos motiva a continuar investigando su potencial aplicación en salud humana y ampliar sus estudios de bioactividad en áreas como la acuicultura y agricultura.

Este descubrimiento no solo enriquece nuestra comprensión de la biodiversidad marina, sino que también ofrece nuevas oportunidades en el campo de la farmacología. Las terrazoantinas están relacionadas químicamente con las zoantoxantinas, alcaloides fluorescentes encontrados en otras especies de zoantidos. Este hallazgo abre la puerta a investigaciones futuras sobre el potencial bioactivo de estos compuestos y el papel crucial que pueden desempeñar en el desarrollo de soluciones para enfermedades humanas y animales.

En resumen, el descubrimiento de las terrazoantinas A-C es solo el comienzo de un viaje emocionante hacia la comprensión y la aplicación de los tesoros químicos ocultos en el océano. Este estudio es un testimonio del potencial ilimitado de la Farmacia Marina del Ecuador y su contribución a la ciencia global.

Referencias:

Guillen, P. O., Jaramillo, K. B., Genta-Jouve, G., Sinniger, F., Rodriguez, J., & Thomas, O. P. (2017). Terrazoanthines, 2-Aminoimidazole Alkaloids from the Tropical Eastern Pacific Zoantharian Terrazoanthus onoi. Organic Letters, 19(7), 1558–1561. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.7b00369

Reserva Marina “El Pelado” | CENAIM. (n.d.). http://www.cenaim.espol.edu.ec/biodiversidad_REMAPE

Ecuador, conocido por su rica biodiversidad terrestre y marina, alberga ecosistemas únicos que van desde manglares y estuarios hasta arrecifes de coral. La Reserva Marina El Pelado (REMAPE) es un ejemplo emblemático de esta diversidad, donde los Cnidarios (corales, zoantidos) y Poríferos (esponjas) prosperan en un entorno marino vibrante.

A través del proyecto “Caracterización de la Biodiversidad microbiológica y de invertebrados de la Reserva Marina El Pelado a escalas taxonómica, metabolómica y metagenómica”, se emprendió un estudio pionero para explorar la diversidad química de los invertebrados marinos de la costa ecuatoriana. Entre los invertebrados más representativos encontrados en la REMAPE, están los zoantidos, corales blandos pertenecientes a la familia Zoanthidae y al orden Zoantharia, organismos similares a las anémonas y que pueden encontrarse formando colonias o solitarias.

Este proyecto marcó el comienzo de una nueva era de investigación en el área de la química de productos naturales, revelando la presencia de una familia de alcaloides 2-aminoimidazol, a las que se les nombro terrazoantinas, extraídas del zoantido Terrazoanthus patagonichus.

Autores

Paul Orlando Guillén Mena Ph. D.

El camarón… no solo es comida

cmquinde — Tue, 05 Sep 2023 14:11:00 +0000

El camarón… no solo es comida cmquinde Mar, 05/09/2023 - 09:11

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En nuestra investigación analizamos la producción de este bio-plástico en Ecuador y su impacto ambiental comparándolo con otras opciones contaminantes que encontramos en el mercado. Por lo regular en los alimentos se encuentran empaques de PET o LDPE/HDPE. Al compararlos encontramos mucho mejor desempeño del quitosano en cuanto al dióxido de carbono emitido y otros parámetros ambientales importantes.

¿Qué hace falta para utilizar quitosano en Ecuador? Que impulsemos y nos hagamos escuchar de la importancia de cambiar nuestras actividades industriales. La ciencia plantea alternativas, es hora de que la industria y el gobierno hagan uso de este conocimiento para dejar un mundo mejor para futuras generaciones.

Si deseas conocer más de cómo pasar de plásticos contaminantes a plásticos verdes te dejo el link del artículo publicado https://bit.ly/3h7QpIO y no dudes en contactarme ☎️ para futuras colaboraciones.

¿Sabías que se puede obtener plástico de la cáscara del camarón? Si, de esa cáscara que saben hervir para sacar el sabor del ceviche (plato de comida ecuatoriano) más concentrado. En Ecuador existe una ley que trata de disminuir el uso de plásticos de petróleo que tardan años en no ser dañinos y degradarse. Por ellos, se ha visto un crecimiento en la búsqueda de materiales provenientes de la naturaleza que puedan reemplazar estos materiales poco amigables 😠 con el ambiente.

La realidad es que el ecuatoriano promedio desecha alrededor de 0.83 kg de plástico cada día que pueden terminar contaminando los suelos o los mares. Estos a su vez afectan a la fauna marina, pero no se queda se ha encontrado en peces de consumo humano restos de plástico a escala muy pequeña, microscópica. Estos son ingeridos por nosotros. Por ello vemos la importancia de cambiar de estos plásticos de petróleo dañinos a opciones renovables, degradables y naturales.

Sin embargo, no todo son malas noticias. En un artículo que publicamos en una importante revista científica, analizamos la producción de Quitosano. ¿Qué es eso? El quitosano es un bio- plástico obtenido del camarón por un tratamiento químico. Vamos a explicarlo más en detalle. La cáscara del camarón posee quitina, esta es similar a nuestros huesos ya que le da dureza y forma al camarón. Por eso la cáscara es más dura. Esta quitina se puede aislar de la cáscara, es decir remover otros compuestos que no nos interesan y obtener solo el de interés. Luego podemos convertir la quitina en quitosano. Te preguntarás ¿por qué lo convierten y no utilizas la quitina y ya? Bueno el quitosano tiene muchas más aplicaciones en la industria y es más resistente. Además, este bio-plástico es no tóxico, compatible y biodegradable; es decir, se va a destruir rápidamente sin causar mayores daños a la naturaleza. Lo utilizan desde la industria alimenticia hasta la farmacéutica o en el tratamiento de aguas. Sin duda, es de gran interés en el mundo. El camarón no es el único que contiene quitina, también lo podemos encontrar en cangrejos, jaibas, incluso ciertas moscas. De modo que es una fuente renovable de la que se puede extraer este polímero natural.

Autores

Ing. Ariel Riofrio