Descubren la toxina detrás de una misteriosa enfermedad en bañistas

Investigadores del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular 'B' e Inmunología de la Universidad de Murcia (UMU), con apoyo del grupo de Trasplante hematopoyético y Terapia Celular del Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria (IMIB), han ayudado a descubrir el agente causante de la denominada como la 'enfermedad de los pescadores', una patología cutánea asociada a actividades acuáticas que ha puesto en vilo a varios países a nivel mundial.

Gracias a los resultados publicados en la revista EMBO Molecular Medicine, y liderados por Etienne Meunier (IPBS, CNRS-Toulouse, Francia), se ha podido saber que detrás de esta enfermedad se encuentra la toxina Portimina A, producida por una microalga llamada Vulcanodinium rugosum, según informaron fuentes de la UMU en un comunicado.

Esto ha ocurrido en situaciones de un crecimiento masivo del alga productora de la toxina. Aunque han ocurrido eventos similares de forma aislada con anterioridad, como es el caso de las mareas rojas, estos fenómenos están siendo más frecuentes debido a cambios en los ecosistemas marinos como consecuencia del cambio climático.

Aunque hasta ahora el calentamiento global se ha asociado principalmente a cambios meteorológicos extremos, ya sea en forma de sequías, danas o temperaturas anormalmente altas o bajas; la comunidad investigadora también alerta de la alteración en el equilibrio de los ecosistemas, que está llevando a la desaparición de unas especies o, como este caso, está favoreciendo el crecimiento descontrolado de otras.

"La sobrepoblación de esta alga a consecuencia de los cambios en los ecosistemas marinos ha causado ya efectos nocivos para la salud humana en diversas partes del mundo, pero además hay datos de que esta y otras toxinas pueden bioacumularse en especies marinas importantes para el consumo humano, lo que pone en riesgo a personas que no han tenido contacto directo con el agua contaminada", explica Francisco Roca Soler.

Primeros casos de la enfermedad de los pescadores

Entre 2020 y 2021, una enfermedad cutánea afectó a más de 1.000 pescadores artesanales en Senegal. Entre los síntomas se encontraron erupciones cutáneas, fiebre y picor intenso tras realizar actividades de pesca con redes de deriva en una zona costera al sur de Dakar. La naturaleza desconocida y su origen enigmático captaron la atención de los medios, que la bautizaron como la 'misteriosa enfermedad de los pescadores'.

Descrita originalmente en Francia, esta alga ha sido identificada en regiones tan dispares como Japón, Australia, Nueva Zelanda, China, Cuba o Estados Unidos, lo que subraya su potencial impacto global y la creciente amenaza derivada de las toxinas que produce en el caso de sobrepoblación.

"Esta enfermedad, por supuesto, es solo la punta del iceberg, pues existen otros muchos microorganismos acuáticos productores de moléculas nocivas para otros organismos, incluidos el ser humano, que podrían tener un sobrecrecimiento y aparecer en masa en determinadas áreas de interés humano, ya sea áreas recreativas o explotables para recursos pesqueros o para acuicultura", ha recalcado Roca.

La Portimina A inactiva y detiene la producción de proteínas en las células de la piel. Esta alteración es detectada por una proteína llamada ZAKa, la cual induce una respuesta inflamatoria en la piel que está mediada por otra proteína llamada NLRP1. Al final, la activación de estas proteínas lleva a la muerte de las células de la piel, lo que da lugar a la dermatitis observada en las personas afectadas.

Una investigación internacional 

Para llevar a cabo la investigación, que cuenta con la participación de otros grupos de investigación de Francia, Singapur y Senegal, se han desarrollado experimentos en líneas celulares, células primarias e incluso organoides obtenidos de voluntarios sanos. Sin embargo, se necesitaba también encontrar un modelo animal que recopilara la patología observada en los pescadores.

Aquí entra en juego el grupo de investigación liderado por Francisco Roca, el cual se centra en el estudio de la respuesta inmunitaria contra bacterias patógenas que se multiplican dentro de nuestras células, sobre todo Mycobacterium tuberculosis, el agente causante de la tuberculosis humana.

"Aunque el objetivo de este trabajo parece estar muy lejos de lo que normalmente hacemos, un punto fuerte en mi laboratorio es el estudio de la muerte celular en el contexto de infecciones, y como este evento se convierte en una estrategia compartida por muchas bacterias patógenas para causar enfermedad", ha aclarado Roca Soler. De forma análoga, la Portimina A mata a los queratinocitos, las células que forman la piel.

Pero, la participación del grupo de la UMU fue crítica sobre todo por el modelo animal que emplean en sus investigaciones en tuberculosis: el pez cebra. Este pequeño pez ha demostrado a través de innumerables publicaciones científicas su utilidad en biomedicina para el estudio de muchas enfermedades humanas. Una característica que lo hace especial es su transparencia, por lo que los investigadores pueden ver procesos celulares ocurriendo en tiempo real en animales vivos.

Un pez cebra con efecto nocivo

En el caso de la misteriosa enfermedad de los pescadores, los investigadores han podido reproducir en el pez cebra el efecto nocivo de la toxina Portimina A debido a que uno de los componentes necesarios para desarrollar la enfermedad, la proteína Nlrp1, funciona en este contexto de forma similar en humanos y en el pez. Esto no ocurre en otros modelos animales más comunes en laboratorio como el ratón.

Miriam Pinilla y Elena Fernández, investigadora postdoctoral y técnico de laboratorio/Lab Manager de la UMU respectivamente, han liderado los experimentos in vivo, demostrando que la Portimina A causa la muerte de los queratinocitos en el pez cebra, dando lugar a una inflamación aguda en la piel.

Igual que en el ser humano, han demostrado que esta respuesta está iniciada por ZAKa y requiere una serie de proteínas asociadas a Nlrp1, formando un complejo denominado inflamasoma Nlrp1. Estos resultados refuerzan el valor del pez cebra como modelo ideal para modelar enfermedades humanas, sobre todo en el caso de otras patologías mediadas por Nlrp1, como algunas enfermedades autoinflamatorias de la piel.

Este estudio ha ayudado a entender el misterio de la enfermedad de los pescadores, pero también ha identificado nuevas dianas farmacológicas para mitigar los efectos de esta toxina emergente con gran impacto en la salud humana.