PRODUCTOS NATURALES Y ECOLOGÍA QUÍMICA

MUNIAIN, C.

Embajada de Italia, Buenos Aires

Conferencia; La Cooperacion Cientifica y Tecnologica entre Argentina e Italia: nuevas ideas para el progreso de la ciencia; 2006

SECYT- Embajada de Italia

Los invertebrados marinos surgen como un recurso destacado en la búsqueda de nuevos productos naturales y de actividades enzimáticas que en ellos tienen lugar. La bioprospección de la biodiversidad marina comprende la investigación inicial con el fin de obtener a futuro la aplicación de un nuevo producto de origen natural, donde al producto se lo interpreta dentro de un amplio rango de acción que parte de la molécula orgánica, la actividad enzimática y el proceso metabólico que promueve una potencial utilización industrial (farmaceutica, cosmética, agricultura, etc.). Los organismos marinos necesitan sobrevivir en un medio competitivo y han desarrollado estrategias vinculadas con la producción de compuestos bioactivos que intervienen en la comunicación, reproducción, defensa, entre otras. Esos compuestos se denominan metabolitos secundarios y pueden principalmente presentar un origen dietario o biosintetizados de novo. Una vez identificados estos “productos” y evaluados en laboratorio o in situ, pueden presentar actividad anti-inflamatoria, antifúngica, antitumoral, antiviral, antifouling, antifeeding, etc. En los últimos años las bioprospecciones en la biodiversidad marina se han incrementado en forma muy importante, enmarcadas dentro de investigaciones interdisciplinarias entre biólogos, químicos, biólogos moleculares, ecólogos, basados en la importancia del conocimiento básico a nivel de especie, ambiente y  conservación, así como el aplicado dado por un alto interés económico. En la actualidad, existen importantes productos naturales aislados de organismos marinos como bacterias, briozoos, corales, hongos, equinodermos, esponjas, moluscos, y en avanzada fase de experimentación farmacéutica (Tabla 1).   Instituto y grupo italiano de investigación   El Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB-CNR) fue inagurado en el año 2001, bajo la dirección del Dr. Guido Cimino, con sede central en Pozzuoli (Nápoles). Surge como unión de diferentes institutos dispersos en toda Italia, entre ellos el Istituto per la Chimica di Molecole di interesse Biologico (ICMIB-CNR) cuyo director fuera el Dr. Cimino desde 1986 hasta 2001. El ICB-CNR incluye actividades orientadas en química y bioquímica de productos naturales bioactivos, conformado por un grupo de investigadores entre los más activos dentro del estudio de los productos naturales marinos en Europa. Presenta costosos equipos de última generación, en espectrometría (resonancia magnética nuclear) y un amplio rango de equipos de análisis cromatográficos necesarios para los estudios químicos de la línea de investigación propuesta. Se desprende de las contribuciones científicas del grupo la caracterización de numerosas nuevas moléculas con interesante actividad biológica y farmacológica a partir de invertebrados marinos provenientes de amplias regiones geográficas. Estudios de biosíntesis con precursores radiactivos, síntesis parcial de moléculas orgánicas, análisis de lípidos, determinación de metabolitos secundarios, ecología química, así como ensayos biológicos y ecológicos. Entre sus últimos trabajos podemos citar como los más relevantes, Cimino and Giselin, 2001; Cimino et al., 2005; Cimino and Gavagnin, 2006;  Fontana et al., 2005; Fontana 2006; Ianora et al. 2006.   Instituto y grupo argentino de investigación   La iniciación en la temática de los productos naturales surge durante la formación doctoral de la Dra. Muniain en el extranjero (1993-1997), precisamente en España con el estudio taxonómico y ecológico de moluscos opistobranquios de Argentina, y en Italia, con el estudio químico de algunas especies, llevado a cabo en el Istituto per la Chimica di Molecole di Interesse Biologico (ICMIB, CNR) bajo la dirección del Dr. Guido Cimino. Se realizaron los primeros estudios químicos en opistobranquios de Argentina, obteniendo resultados publicados en revistas internacionales y presentados en congresos nacionales e internacionales (Muniain, 1997; Fontana et al 1998; Gavagnin et al 1999). Al retornar a Argentina, se continuó con la temática de investigación en el Museo Argentino de Ciencias Naturales “Bernardino Rivadavia”, dentro del grupo de investigación en Ecosistemas Costeros y Malacología, conducido por el Dr. Pablo Penchaszadeh, y promoviendo la participación interdisciplinaria con químicos orgánicos de la Universidad de Buenos Aires, en proyectos y publicaciones conjuntas (Murray et al., 2001; Chludil et al., 2002; Muniain et al., 2005), así como en la formación de recursos humanos con tesis codirigidas.        Importancia de la temática para nuestro país, impacto de las aplicaciones en investigaciones conjuntas               Esta temática considerada de vanguardia y excelencia dentro de áreas prioritarias en proyectos internacionales europeos, permitirá continuar con una adecuada investigación conjunta y desarrollar en nuestro país líneas de vacancia que aún no se encuentran efectivamente potenciadas, tanto a nivel de ciencia básica como a un nivel más aplicado en interacción con el sector privado. La colaboración enmarcada en proyectos conjuntos, permitirá la formación de recursos humanos, con posibilidad de experimentar estancias de investigación en un Instituto de jerarquía como el ICB-CNR (Nápoles), además de continuar alcanzando importantes resultados y logros futuros. Dentro de los objetivos propuestos en la investigación conjunta ICB (CNR) y MACN (CONICET) podemos destacar: Bioprospección de la biodiversidad marina y exploración química en organismos marinos en función del descubrimiento de nuevas drogas. Relación de ecología química entre los organismos investigados. Biosíntesis y bioquímica de productos naturales. Tabla 1: Productos naturales marinos en avanzada fase de experimentación farmaceutica (Fuente: Journal of Natural Products, 2004, 68, 1216).   Referencias   Cimino G. and Giselin T. 2001. Marine Natural Products Chemistry as an Evolutionary Narrative. 115-154. In: Marine Chemical Ecology. McClinton,Baker (Eds.).   Cimino G., Fontana A., Cutignano A. and Gavagnin M. 2005. Biosynthesis in Opisthobranch Molluscs: general outline in the light of recent use of stable isotopes Phytochemistry Review,  4, 285-307, 2005.   Cimino G. and Gavagnin M. 2006. Molluscs. From Chemo-ecological Study to Biotechnological Application. In: Marine Molecular Biotechnology, Series Progress in Molecular and Subcellular Biology, vol. Molluscs, (Cimino G. and Gavagnin M., eds), Springer, Heidelberg (Germany).   Chludil, H.; Muniain, C.; Seldes, A., Maier, M. 2002. Cytotoxic and antifungal triterpene glycosides from the Patagonian sea cucumber Hemoiedema spectabilis. Journal of Natural Products,  65(6): 860-865.   Fontana, A., Muniain, C., Cimino, G. 1998. First Chemical Study of Patagonian Nudibranchs: A new Seco 11-12 spongiane, Tyrinnal, from the Defensive Organs of Tyrinna nobilis. Journal of Natural Products, 61: 1027-1029.   Fontana A., Cutignano A., d’Ippolito G. 2005. Biosynthetic Pathways in Marine Invertebrates as Untapped Resource of Biotechnological Applications. In Biocatalysis: Chemistry and Biology, (Trincone, Ed.), Research Signpost, Trivandrum (India), pp. 167-183.   Fontana A. 2006. Biogenetic proposals and biosynthetic studies on secondary metabolites of marine molluscs. In: Marine Molecular Biotechnology, Series Progress in Molecular and Subcellular Biology, vol. Molluscs, (Cimino G. and Gavagnin M., eds), Springer, Heidelberg (Germany), pp. 303-331.   Gavagnin, M.; Ungur, N.; Castelluccio, F.; Muniain, C. and Cimino, G. 1999. New Minor Diterpenoid Diacylglycerols from the skin of the Nudibranch Anisodoris fontaini. Journal of Natural Products, 62(2): 269-274.   Ianora A., Boersma M., Casotti R., Fontana A., Harder J., Hoffmann F., Pavia H., Potin P., Poulet S. and Toth G. 2006. New trends in Marine Chemical Ecology. Estuaries and Coasts 29: 531-551.     Muniain, C. 1997. Moluscos Opistobranquios de Argentina: Revisión Taxonómica y relación de Ecología Química en algunas especies patagónicas. Tesis doctoral. Departamento de Biología de Organismos y Sistemas, Universidad de Oviedo, España.   Muniain, C.; Giménez, J.; Murray, P.; Chludil, H. and Maier, M. 2005. An interdisciplinary study on P. patagonicus Ekman, 1925 (Psolidae, Dendrochirotidae) from the Magellan Province and its northern Atlantic distribution. Berichte zur Polarforschung. Reports on Polar and Marine Research. Thatje,  Calcagno and Arntz (Eds.), 507: 165-166.   Murray, P.; Muniain, C.; Seldes, A and Maier, M. 2001. Patagonicoside A, a novel antifungal disulfated triterpene glycoside from the sea cucumber Psolus patagonicus. Tetrahedron, 57(47): 9563-9568.