Sobre el proyecto

Resumen del proyecto

Los riesgos alimentarios asociados con las ciguatoxinas: seguimiento y supervisión de las toxinas marinas y organismos productores de toxinas en los ecosistemas marinos (CIGUARISK)

La ciguatera es una intoxicación alimentaria producida por el consumo de peces marinos que contienen ciguatoxinas (CTX), unas potentes neurotoxinas principalmente presentes en las aguas del trópico y subtrópico, y que causan síntomas generales, digestivos, cardíacos y neurológicos, éstos pudiendo perdurar durante meses. Las CTXs son producidas por dinoflagelados de los géneros Gambierdiscus y Fukuyoa y se transfieren y transforman a través de las redes tróficas llegando a los consumidores.

Recientemente Gambierdiscus spp. ha sido descrito como un componente probablemente autóctono de las comunidades de microalgas bentónicas en las Islas Canarias (IC), lo que sugeriría que este género no es un taxón recientemente introducido. El cambio climático puede contribuir a aumentar las densidades de las poblaciones. Desde el año 2004 han aparecido diferentes casos de ciguatera en las IC y en Madeira.

Por otro lado, en el Mediterráneo, no existen pruebas convincentes de casos de ciguatera si bien se ha descrito presencia de Gambierdiscus spp. en Creta, Chipre y en las Islas Baleares (IB). No obstante, se sabe poco acerca de la diversidad, distribución y toxicidad de estos dinoflagelados en el Mediterráneo.

Estas dos regiones templadas, las IB con presencia de Gambierdiscus pero sin ciguatera, y las IC con presencia de Gambierdiscus y casos de ciguatera, ofrecen una oportunidad única para evaluar los factores asociados al desarrollo de la ciguatera, en un entorno que evoluciona como resultado del cambio climático.
Hay una gran diversidad de CTX: se conocen c. 20 análogos con diferentes propiedades toxicológicas. El análisis de las CTX supone un reto considerable puesto que i) la eficacia de los métodos de extracción de las CTX pueden variar no sólo en función de la especie de pez sinó también del tejido que se analize y ii) los niveles de CTX observados en muestras de peces son típicamente muy bajos.

El objetivo principal de CIGUARISK es hacer una evaluación del riesgo de ciguatera para poder así proteger al consumidor y asesorar a los sectores de acuicultura y pesca. Para esto, es indispensable determinar la abundancia y distribución espacio-temporal de las especies de Gambierdiscus/Fukuyoa, así como la cantidad y composición de CTXs que producen y cómo éstas se transforman en las redes tróficas. Para lograr esto, se combinarán muestreos de campo, cultivos y análsisis genéticos de Gambierdiscus spp. y Fukuyoa spp. con la caracterización de CTX caracterizarán (i.e. identidad y toxicidad) en los Gambierdiscus spp y en otros componentes de las redes tróficas para ver cómo se acumulan estas toxinas y cómo cambian sus perfiles y toxicidades a medida que se transfieren a lo largo de la cadena trófica (de algas a herbívoros/omnívoros, y de estos a carnívoros y otros organismos marinos). La absorción y las conversiones de CTX en los peces se examinará a través de experimentos dietéticos controlados. Finalmente, se construirá un modelo integrado de evaluación de riesgos que prediga cuando pueden darse episodios de ciguatera.

Resumen del subproyecto 1

La dinámica espacio-temporal de las microalgas productoras de ciguatoxinas en los ecosistemas marinos y la transferencia de ciguatoxinas a través de la red trófica (CIGUATROFIC)

La intoxicación alimentaria por ciguatera (CFP), principalmente tropical, está causada por consumo de pescado que contiene ciguatoxinas (CTXs). Los dinoflagelados bentónicos, Gambierdiscus y Fukuyoa producen CTXs que son transferidas a través de las redes tróficas. En 2004, se informó sobre el primer brote autóctono de ciguatera en las costas europeas, exactamente en las Islas Canarias (IC) después del consumo de un medregal. Hasta el momento, se han descrito cinco especies de Gambierdiscus en las IC. En el Mediterráneo, no se han confirmaado casos de ciguatera, pero se ha descrito la presencia de Gambierdiscus y Fukuyoa en Chipre, Creta y las Islas Baleares (IB). El mar Mediterráneo, es una de las regiones más afectadas por el aumento de las temperaturas que acompañan al cambio climático, lo que hace que esta región sea más adecuada para las especies tropicales. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de investigar la distribución espacio-temporal de Gambierdiscus y Fukuyoa para definir las posibles ubicaciones de riesgo de ciguatera en las dos áreas de estudio (IC e IB) y estimar la escala de tiempo probable para su aparición, y comprender cómo se transforman las CTX a través de las redes tróficas. Las comparaciones entre IC e IB son particularmente informativas del riesgo de ciguatera puesto que los organismos productores de CTX están presentes en ambas áreas, pero ciguatera actualmente solo se ha detectado en CI.

La presencia de CTX en la carne de peces de nivel trófico superior, particularmente uno de los análogos más tóxicos (CTX-1B), se explica como resultado del consumo de Gambierdiscus por peces herbívoros y peces omnívoros que a su vez son consumidos por peces carnívoros. El subp. 1, CIGUATROFIC, se centra en dónde y cuándo están presentes los dinoflagelados productores de CTX, qué controla su crecimiento, sus perfiles de CTXs y cómo estos perfiles cambian a través de las redes tróficas. Las distribuciones espaciales de Gambierdiscus y Fukuyoa en IB e IC se estudiarán y cuantificarán mediante recuentos microscópicos y técnicas moleculares (secuenciación Sanger y ADN metabarconding). La identificación a nivel molecular es necesaria ya que la toxicidad de las especies de Gambierdiscus varía considerablemente y la distinción a nivel de especie a partir de la morfología no es posible o del todo fiable. En algunos lugares clave, donde las abundancias de Gambierdiscus sean elevadas, se determinarán también las distribuciones temporales y en profundidad.

Las CTX producidas por los dinoflagelados se caracterizarán y compararán con las presentes en los peces y otros organismos para determinar cómo cambia la composición y la toxicidad de CTX durante su paso a través de las redes tróficas. Las CTXs se analizarán mediante ensayos celulares y cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS) para confirmar la presencia, identificación de los análogos de CTX y las cantidades de cada CTX presente. Esta caracterización de las CTXs en los diferentes niveles de la red trófica ayudará a comprender la biotransformación y la biomagnificación de toxinas y su toxicidad en la red trófica. La información de estudios espacio-temporales de los dinoflagelados, y los análisis de toxinas en organismos marinos se integrarán para desarrollar un modelo predictivo de ciguatera.

Resumen del subproyecto 2

La ciguatoxina en la red trófica: un estudio controlado de la bioacumulación en productos del mar (CIGUAFOOD)

Las toxinas marinas emergentes constituyen un problema de primer orden mundial que implica la seguridad alimentaria de los productos bde la Pesca y la Acuicultura. Canarias es una de las regiones donde se constata un notable incremento de la presencia de Ciguatoxina y otros derivados análogos en peces y casos de intoxicaciones humanas de ciguatera, por lo que representa un magnífico laboratorio para centrar este estudio. Son varias las toxinas que pertenecen a esta familia y pueden vehicularse hasta el consumidor. Por otro lado, estas toxinas producen un efecto bioacumulativo en la cadena trófica, del que se desconoce su mecanismo preciso, la manera en que afecta a los perfiles toxínicos, y cómo estos perfiles podrían influir en su capacidad tóxica en cada uno de los eslabones de la cadena.

En este subproyecto pretendemos obtener nuevas cepas de Gambierdiscus, aislándolas de muestreos rutinarios en puntos concretos (hotspots) para su incorporación al Banco Español de Algas (BEA) tras su identificación morfológica y genética, así como mejorar la tasa de crecimiento y producción de biomasa de esta microalga, principal hándicap contra el avance del conocimiento de la participación de este Género como responsable inicial de las intoxicaciones en humanos. Con estas cepas se realizará un estudio de sus perfiles toxínicos, y la que se seleccione en esta fase se utilizará en los experimentos de bioacumulación.

De otra parte, los posibles organismos vectores de la ciguatera podrían ser varios, y a día de hoy desconocidos con exactitud, al no existir estudios que demuestren la procedencia exacta de estas especies y la correspondencia con los vectores de transmisión de esta enfermedad. En este proyecto pretendemos determinar las posibles especies que actúan como vectores de la ciguatera en los distintos niveles tróficos, analizando peces y equinodermos recogidos en los mismos puntos descritos en el apartado anterior (hotspots), que debido a su alimentación a base de algas, ya sea de forma exclusiva como única fuente de alimentación, o asociada con pequeños peces y/o crustáceos, sean susceptibles de acumular ciguatoxina, para posteriormente investigar otras especies que actúan en otros niveles de la cadena alimentaria, llegando a los grandes predadores, principales responsables de las intoxicaciones en la especie humana.

En este subproyecto también pretendemos estudiar los efectos de la bioacumulación de estas toxinas en los peces, mediante ensayos de exposición a la toxina en animales experimentales, utilizando su alimentación con cepas de microalgas tóxicas seleccionadas durante el proyecto y, paralelamente, alimentándolos con carne de pescado previamente identificada y cuantificada con una cantidad (ng/g) de ciguatoxina. Estos ensayos nos ayudarán a conocer mejor la cinética de la bioacumulación de las toxinas en los peces. Todo esto redundará en un mayor conocimiento y asesoramiento al sector de la producción acuícola y pesquera, y por tanto, proteger al consumidor en relación a las toxinas marinas y nuevos riesgos potenciales.