Hacia un kelp limpio: el potencial del ADNe para predecir la bioincrustación

Dirigido por la Dra. Sofie Spatharis, el objetivo del proyecto es crear un sistema de alerta temprana de la aparición de bioincrustaciones, de modo que puedan aplicarse estrategias de gestión adecuadas en las granjas de algas marinas, al tiempo que estudia el uso de la herramienta para detectar amenazas planctónicas en las granjas de salmón.

¿Podría describir brevemente los objetivos de su proyecto sobre el uso del ADNe como herramienta para evitar el biofouling en las algas?

La acuicultura de algas se practica sobre todo en Asia, pero se está extendiendo también por la costa del Reino Unido. La producción es limitada en estos lugares del Reino Unido; una de las razones es que otros organismos -generalmente otras especies de algas o invertebrados- pueden asentarse y crecer en las algas cultivadas, un proceso conocido como bioincrustación.

Algunos animales bioincrustantes pueden ser difíciles o imposibles de eliminar durante el procesado, y algunos [como los pequeños crustáceos] también pueden causar alergias a los consumidores. Si los agricultores no consiguen recoger su cosecha antes de que estos organismos se asienten, entonces puede que no sea apta para la elaboración de determinados productos alimentarios y nutricionales. Estos problemas conllevan una reducción del valor del producto, un aumento de los costes de transformación y posibles problemas de salud pública. Por ello, la producción de algas de calidad alimentaria procedentes de granjas de algas en el Reino Unido puede ser limitada. Por ello, nuestro proyecto sobre algas marinas pretende encontrar una solución a este problema.

Actualmente, ¿existen herramientas ampliamente accesibles para ayudar a los acuicultores de algas a evitar el biofouling?

No que yo sepa, pero tal vez en otras zonas del mundo, donde la acuicultura de algas es mucho más a gran escala, han sido capaces de identificar, a través de la experiencia, formas de evitarlo. Por ejemplo, mediante la programación [de los ciclos de producción] y la selección de especies tolerantes y emplazamientos menos expuestos al asentamiento de especies bioincrustantes, ya que éstas se asientan en el plancton en fase larvaria o de esporas. En los lugares donde se practica la acuicultura de algas desde hace cientos de años, es posible que se hayan identificado formas de minimizar las incrustaciones biológicas. Aquí es donde entra nuestra investigación: estamos tratando de encontrar las mejores ventanas de oportunidad; las mejores especies para cultivar; los mejores sitios para que los acuicultores minimicen estos problemas.

¿Cuál es el papel de la acuicultura de algas?

¿Cómo están probando el uso del ADNe como herramienta para evitar el biofouling de las algas cultivadas?

Estamos colaborando con Kelpcrofting, una empresa escocesa de cultivo de algas, y hemos seguido todo el periodo de producción, desde el momento de la siembra hasta el de la cosecha. Controlamos el crecimiento de las algas y de las especies bioincrustantes, así como la presencia de organismos bioincrustantes en el plancton de las muestras de agua, para ver el tiempo que transcurre desde que los organismos están presentes en el plancton hasta que empiezan a infestar y causar problemas a las algas. Utilizamos observaciones visuales, junto con el análisis de ADNe, ya que algunas de estas etapas planctónicas de los organismos bioincrustantes no son detectables utilizando un microscopio, por lo que tener una forma molecular de identificarlos sería una gran solución al problema, ya que nos informaría de cuándo aparecen y cuándo empiezan a causar problemas

¿Podría describir brevemente su investigación sobre el uso del ADNe para detectar amenazas planctónicas en las piscifactorías?

Esta investigación está dirigida por mi colega, Dr Martin Llewellyn, y tiene como objetivo utilizar el eDNA para identificar patógenos que supongan una amenaza, no sólo para el salmón de piscifactoría, sino también para otros peces, mariscos o algas de piscifactoría. De nuevo, hay muchos agentes planctónicos que pueden depositarse en las branquias de los peces y ser perjudiciales para ellos. O, si son absorbidos por el marisco, pueden causar síntomas tóxicos a los consumidores.

Todo esto crea problemas de mortalidad [creciente], problemas de salud pública, reducción del valor de los productos y, en general, no ayuda a la viabilidad de estas industrias. Mediante el ADNe, intentamos detectar la presencia de estos organismos en el plancton e identificar lapsos de tiempo [entre la aparición del organismo y la aparición de efectos nocivos]. Si somos capaces de desarrollar marcadores específicos para identificar molecularmente estos organismos que causan grandes problemas, e incorporarlos a un dispositivo basado en papel de filtro, básicamente tendremos un sistema de alerta temprana en el que los propios agricultores podrán sumergir este dispositivo en el agua y ver si estas amenazas están presentes. El dispositivo contendría los marcadores moleculares de una determinada especie planctónica y detectaría su presencia o ausencia al sumergirlo en una muestra. Llevamos a cabo este proyecto en colaboración con la Escuela de Ingeniería de la universidad

Existen múltiples amenazas planctónicas para la acuicultura, ¿podrá el dispositivo detectar múltiples patógenos?

El dispositivo será específico para una especie, pero el objetivo es tener varios dispositivos específicos para diferentes especies [la diatomea Pseudo-nitzschia, por ejemplo, que libera toxinas responsables de la intoxicación amnésica por marisco; o Paramoeba perurans - el patógeno responsable de la enfermedad amebiana de las branquias (AGD) en salmónidos de piscifactoría].

El análisis de ADNe puede ser caro, por lo que ¿su dispositivo aumentará la accesibilidad a las herramientas predictivas para las pequeñas startups y granjas?

Sí, como el dispositivo analiza un organismo cada vez, el coste se reduce. Además, no es necesario enviar las muestras [el dispositivo se utilizará in situ] y no hay que pagar los costes de secuenciación, pero, por supuesto, es menos ventajoso, ya que puede haber otras especies presentes que no se analizarían. Sin embargo, podemos analizar las especies más dominantes y problemáticas en cada lugar, por lo que cada lugar podría elegir sus propias [especies objetivo], ese es el plan a largo plazo.

¿Tienen un modelo de trabajo del dispositivo?

Actualmente no tenemos un modelo de trabajo, ya que estamos tratando de alinear nuestro enfoque de eDNA con los datos morfológicos reales, aquí es donde estamos ahora. El desarrollo de un modelo de trabajo es el plan para después de esta etapa, sin embargo, con la comercialización del dispositivo es un objetivo a largo plazo, pero la especulación sobre cuándo será esto es imposible.

El ADNe no siempre es exacto al cien por cien, y existe cierto grado de incertidumbre en sus resultados. ¿Existe alguna forma de abordar esta incertidumbre para el uso del dispositivo?

Esta es exactamente nuestra preocupación y lo que estamos tratando de abordar con este proyecto, mediante la alineación de nuestros resultados de ADNe con las observaciones morfológicas, ya que tenemos muestras de ambas fuentes durante un largo período de tiempo sobre una base diaria, y mediante la alineación de estos dos podemos ver si lo que está presente en el ADNe se alinea con lo que identificamos en el plancton utilizando el microscopio. Si esto no funciona, entonces primero tenemos que mejorar eso, y hacer que se alineen y luego proceder con el enfoque basado en el papel.

Al margen de la investigación, ¿tiene alguna opinión personal sobre el cultivo de algas y su potencial?

Ya sabemos que puede formar parte de la alimentación humana y de recetas, pero también de muchos otros productos, como piensos, carragenatos y alginatos. No creo que hasta ahora lo hayamos incorporado todo lo bien que podemos a nuestra vida cotidiana en Occidente. Sí, puede que comamos sushi de vez en cuando, pero puede ser mucho más que eso.

Dado que es súper sabroso y nutritivo, tenemos que ir encontrando formas paralelas a la producción de que pueda incorporarse a nuestra alimentación, y éstas tienen que desarrollarse mano a mano [con la industria] para que sea rentable y merezca la pena para las startups que están empezando a cultivarlo ahora. En el Reino Unido faltan actualmente fondos para distintos tipos de acuicultura, como las macroalgas y las microalgas. Aunque ambas se están impulsando en otros lugares, en el Reino Unido todavía estamos en las primeras fases.