Crisis en el Indian River Lagoon de Florida: Revelando los Peligros Ocultos de las Flores de Algas Tóxicas.

El Indian River Lagoon de Florida enfrenta cada vez más floraciones de fitoplancton, lo que lleva a condiciones tóxicas. Un estudio de la Universidad Atlántica de Florida reveló niveles de toxicidad variables y la presencia de toxinas conocidas y potencialmente nuevas, enfatizando la importancia de monitorear las implicaciones para la salud humana. Las floraciones de algas tóxicas en la superficie del agua. Crédito: Instituto Oceanográfico de la Rama Harbor de la FAU

El Indian River Lagoon (IRL) en Florida, que se extiende 156 millas de largo, está bordeado por cinco condados y contiene cinco entradas que lo vinculan con el Océano Atlántico. En tiempos recientes, esta zona de estuario ha enfrentado varias floraciones de fitoplancton, desencadenadas por el aumento de las temperaturas estacionales y factores ambientales.

Las floraciones de algas producen una miríada de pequeñas moléculas orgánicas, muchas de las cuales pueden ser tóxicas para los humanos y los animales. Entre estos productores de fitotoxinas se encuentra el Microcystis aeruginosa, una cianobacteria de agua dulce, que se puede encontrar en la parte sur del IRL. Se han encontrado cantidades mensurables de microcistinas en muestras nasales de personas que viven y trabajan cerca del área, aunque encontrar microcistinas en las membranas mucosas puede ser evidencia de que el cuerpo está haciendo su trabajo para eliminarlas.

Para desentrañar posibles riesgos para la salud humana asociados con las floraciones de algas dañinas en el IRL, investigadores del Instituto Oceanográfico de la Rama Harbor de la Universidad Atlántica de Florida recopilaron muestras de agua de 20 sitios dentro del lago durante las estaciones húmedas y secas durante un período de tres años. Las muestras se extrajeron para concentrar las moléculas orgánicas y estos extractos se utilizaron en las pruebas.

Para identificar la presencia de toxinas conocidas o emergentes, los investigadores utilizaron un panel de líneas celulares humanas inmortales correspondientes al hígado, riñón y cerebro para medir la citotoxicidad. También se utilizaron líneas celulares humanas modificadas para expresar transportadores de iones, glóbulos rojos y la actividad contra una enzima fosfatasa de proteínas. Estas células y actividades biológicas se seleccionaron porque se sabe que se ven afectadas por las toxinas de las algas y muestran patrones únicos de actividad para las toxinas conocidas.

Esther Guzmán, Ph.D., autora correspondiente e investigadora en el Instituto Oceanográfico de la Rama Harbor de la FAU. Crédito: Instituto Oceanográfico de la Rama Harbor de la FAU

Las muestras se probaron a altas concentraciones para detectar la mayor cantidad posible de metabolitos, y aquellas que presentaron más del 50 por ciento de citotoxicidad se consideraron activas. Las muestras que exhibieron una alta toxicidad se sometieron a un análisis de cromatografía líquida-espectrometría de masas de alta resolución para evaluar los metabolitos presentes en la muestra.

Los resultados del estudio, publicados en la revista Toxins, muestran que cada toxina de control indujo un patrón consistente de citotoxicidad en el panel de líneas celulares humanas analizadas. Durante las floraciones, era evidente la citotoxicidad debido a un solo tipo de toxina a partir de este patrón. En ausencia de las floraciones, la citotoxicidad observada reflejaba ya sea una mezcla de toxinas o era causada por una toxina no identificada.

"La observación más interesante de nuestro estudio es que, con las líneas celulares utilizadas, pudimos seguir los patrones de las toxinas conocidas", dijo Esther Guzmán, Ph.D., autora correspondiente e investigadora en la Rama Harbor de la FAU. "Las toxinas conocidas solo se observaron durante las floraciones. Debido a que se observó toxicidad celular en ausencia de floraciones, sugiere que podría haber toxinas emergentes o una combinación de toxinas presentes en esos momentos. Nuestros hallazgos sugieren que otras toxinas con el potencial de ser perjudiciales para la salud humana pueden estar presentes en el lago."

Entre los hallazgos del estudio, los sitios más al norte del lago mostraron menos toxicidad que los sitios del sur. Se observaron floraciones citotóxicas tanto en el sur (Microcystis) como en el norte (Pyrodinium) del lago. En ausencia de las floraciones, South Fork, South Fork 2, North Fork y Middle Estuary (sitios del uno al cuatro) en el sur del IRL y Banana River, y North Banana River (NASA) (sitios 14 y 15) en el norte del IRL parecían tener la mayor citotoxicidad durante el tiempo de evaluación.

En contraste, Jensen, Fort Pierce Inlet, Harbor Branch Link Port Canal, Vero Beach Land/Ocean Biogeochemical Observatory y Vero Beach Barber Bridge (sitios del seis al diez) parecían más saludables, ya que había pocas muestras con una citotoxicidad superior al 50 por ciento en estos sitios, aunque hubo una variación estadísticamente significativa en estos sitios.

"Una pregunta importante que buscamos responder en este estudio fue si hay toxinas no reconocidas u otras moléculas de señalización asociadas con las floraciones de algas dañinas en el lago", dijo Amy Wright, Ph.D., coautora e investigadora en el Instituto Oceanográfico de la Rama Harbor de la FAU. "Los datos recopilados hasta la fecha sugieren que este es en efecto el caso. Es importante destacar que el uso de un panel de ensayos para evaluar la presencia de materiales tóxicos podría permitir un mejor monitoreo de los impactos en la salud humana, especialmente de las toxinas emergentes en el sistema."

The researchers note that microcystins are primarily a threat to human health in the lagoon during blooms, and because of the necessity of active transport, the toxin would need to be ingested or inhaled to present a threat to humans.

“Ingestion can be avoided by filtering water through activated charcoal,” said Guzmán. “Similarly, effects due to inhalation are effectively blocked by the mucus membrane, which traps toxins that are subsequently eliminated through coughing. However, pet and wildlife exposures can still occur.”