1 MAREA ROJA: LA OPORTUNIDAD BIOMÉDICA DETRÁS DEL PROBLEMA FACULTAD DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA 31 – Mayo - 2016

2 Marea roja: en.wikipedia.org/wiki/Red_tideen.wikipedia.org/wiki/Red_tide

3 Marea roja (FAN): en.wikipedia.org/wiki/Red_tideen.wikipedia.org/wiki/Red_tide

4 Principales toxinas y sus efectos en el sur humano Veneno Paralizante de los Mariscos (VPM), la toxina (compuesta por diferentes toxinas, que tienen diferentes grados o poderes de toxicidad) se une a receptores neuronales (canales de sodio), impidiendo o bloqueando el impulso nervioso. Esto provoca en el ser humano una parálisis progresiva en todo el cuerpo que termina con un paro cardio-respiratorio, provocando la muerte de la persona si ella no está cerca de un centro asistencial. Esta toxina es la más nociva de las que existen y el grado de toxicidad en los moluscos varía entre uno y otro. Se pueden encontrar mariscos que por unidad están muy contaminados (lo que podría provocar la muerte de una persona en pocos minutos) y otros con bajas concentraciones de la toxina. Toxina producida por un dinoflagelado denominado Alexandrium Catenella. Veneno Diarreico de los Mariscos (VDM), está también conformada por varios tipos de toxinas, de las cuales el Acido Okadaico (ácido graso), es el mas potente. Esta toxina provoca una inhibición de proteínas fosfatasas que están en las célula del epitelio intestinal, lo que genera finalmente salida de agua hacia el exterior. Esto origina finalmente una diarrea. Esta toxina es producida por otro dinoflagelado llamado Dinophysis acuta. Veneno Amnésico de los Mariscos (VAM), el Acido Domoico (aminoácido). Es un compuesto excitatorio de los llamados neuroexitantes o excitotoxinas que interfieren con mecanismos de neurotransmisión, provocando daño a la celula neuronal y muerte celular. En el hombre este daño está asociado con la pérdida de la memoria de corto plazo y en algunos casos con la muerte de la persona. Esta toxina es producida por la Diatomea Pseudonitzchia sp. En nuestro país se ha hallado esta microalga en los canales de la XII región, pero jamas se ha detectado un FAN o Marea Roja que produzca este tipo de veneno. Veneno de la ciguatera de los peces (VCP), produce sintomas gastrointestinales, neurogicos, y cardiovasculares. Generalmente, diarrea, vomitos, y dolores en el abdomen seguidos de disfunciones neurológicas acompañadas de cambios de temperatura, dolores musculares, mareos, ansiedad. Dependiendo del caso puede producir la muerte, y la recuperación puede tardar entre días y meses. Veneno Neurotóxico del Marisco (VNM) produce sindrome de intoxicación aproximadamente identico al que produce la cicatera. En este caso,se producen aerosoles por acción del oleaje y pueden producir asma como síntomas. No sen han encontrado casos donde se haya producido la muerte, y al contrario de la cigatera la recuperación se consigue en días.

5 Fenómeno mundial 1793Columbia Británica, CanadáPrimer caso registrado 1840Florida, USA Sin muertes pero sí irritación de piel al nadar y respiratoria por vaporización de toxinas 1972 Dinoflagelado Alexandrium (Gonyaulax) tamarense, mareas serias porque el organismo produce saxitoxin and gonyautoxins. 1976Sabah, Borneo Malayo202 víctimas informadas, 7 muertes www.researchgate.net/publication/26493862_Fos- sds_page_un_nuevo_metodo_para_detectar_veneno_diarreico_en_marisc os_aun_en_presencia_de_otras_ficotoxinas www.imarpe.gob.pe/chiclayo/Mareas%20Rojas/Mareas%20Rojas.htm Fuente: Bioplanet, 2000 / 2001 Mario Chiong PhD y Max Rutman Ms Sc.

6 Raw material harvesting in the south of Chile Transfer to Santiago and storage in a cold chamber Shell removal and grinding of the meat Production process

7 Topical productInjectable product Acid extraction and chromatographic purification HPLC  Active ingredient Production process

8 www.uspto.govwww.uspto.gov – Patent number: 6,171,626 Lagos, et al. Jan 9, 2001 Procedure for detoxification of shellfish, contaminated with paralytic shellfish toxins Abstract: This invention relates to a process for detoxifying shellfish contaminated with paralytic toxin. Actually no industrial method has been described that is 100% effective for detoxification of shellfish containing this type of toxins. Decontamination is achieved through a process involving the chemical treatment of shellfish. This chemical treatment consists of preincubating and then cooking the shellfish in an alkaline pH solution. This treatment can be combined with one or more other procedures for the reduction of the products' final toxicity, these other procedures including, for example, partial shellfish detoxification by depuration, removal of the most toxic parts, and commercial cooking/canning of the shellfish. The process reduces total toxicity levels in shellfish to values below 80.mu.g of eq. STX/100 g shellfish, independently of the toxin profile, or the initial toxicity present in the shellfish. This is the first known industrial process that guarantee the shellfish decontamination 100% compatible with the international regulatory norms for human consumption. Inventors: Lagos; Nestor (Santiago, CL), Rutman; Max (Santiago, CL), Blamey; Jenny (Santiago, CL), Ocaranza; Maria Paz (Santiago, CL), Chiong; Mario (Santiago, CL), Hinrichsen; Juan Pablo (Santiago, CL), Lopez; Claudia (Santiago, CL)

9 Structures of (A) TTX and (B) PSP components. GTX = gonyautoxin; PSP = paralytic shellfish poison; STX = saxitoxin; TTX = tetrodotoxin.

10 Screening AXON GTX Normal stimulation Sodium Channel Na+ Nervous Impulse stimulated muscle (contraction) No nervous impulse Muscle NOT stimulated Sodium ions flow through the channel and generate a nervous impulse transmitted by the neuron With GTX the neurotoxin blocks the flow of ions through the channel and no nervous impulse is generated Reversible effect and does not harm living tissue Small molecule which enables its topical use. Few and minor side effects Stable product Short delay of action AXON Drug development

11 Clinical proof of concept 1.Garrido et al., The Gonyautoxin 2/3 Epimers Reduces Anal Tone when Injected in the Anal Sphincter of Healthy Adults, 37: 395-403 (2004). 2.Garrido et al.,Gonyautoxin_ New Treatment for Healing Acute and Chronic Anal Fissures, Disease of the Colon and Rectum, 48 (2):335-343 (2005). 3.Garrido et al. Treatment of chronic anal fissure by gonyautoxin. Cololecteral Disease. 2007. 9:619-624. 4.Lattes et al. Local infiltration of gonyautoxin is safe and effective in treatment of chronic tension-type headache. Neurol Res. 2009 Apr;31(3):228-33. Healthy volunteers Non-GCP GTX in healthy adults (1) – Chile. Anal fissure Non-GCP GTX in patients with anal fissure n=50 (2) – Chile. Non-GCP GTX in patients with anal fissure (short protocol) n=23 (3) – Chile. Tensional headache Non-GCP GTX in patients with Tension-Type headache n=27 (4) – Chile. Drug development

12 Preclinical studies Preliminary Toxicology of GTX 2/3 – Ricerca - USA Rats Dogs Acute toxicity study of GTX 2/3 by single administration to CD rats – LPT - Germany Intravenous Oral Acute irritation/corrosion test GTX 2/3 in rabbits – LPT - Germany Dermal Eye MTD: 15µg/kg = MTD humans: 2,43 µg/kg = (60 kg): 145,8 µg MTD: 10µg/kg = MTD humans: 5,41 µg/kg = (60 kg): 324,6 µg NOAEL IV: 6,81µg/kg = NOAEL humans: 1,10 µg/kg = (60 kg): 66 µg NOAEL oral: 1000 µg/kg = NOAEL humans: 162 µg/kg = (60 kg): 9720 µg GTX 2/3 was non - irritating to skin, hence, no labelling is required GTX 2/3 was non - irritating to eyes, hence, no labelling is required AMES (Salmonella typhimurium reverse mutation assay) of GTX 2/3 No mutagenic effect was observed for GTX 2/3 Planned studies 1.14-day Toxicology in Rats 2.14-day Toxicology in Dogs 3.CNS Safety 4.In Vivo Cardiovascular Safety 5.In Vitro Cardiovascular safety 6.Respiratory Safety 7.Chromosome Aberration Test 8.Mouse Micronucleus Test Drug development

13 Screening Preclinical studies IND FDA Phase 1Phase 2 Phase 3 NDA FDA Sales Drug development Screening Preclinical studies Clinical proof of concept

14 2004 2005 Methods of treating wounds with gonyautoxins Transdermal administration of phycotoxins Use of phycotoxins in veterinary applications Phycotoxins and uses thereof Sodium Channel Blocker 2004 2010 Patents Pharmaceutical compositions containing 3,4- propenoperhydropurines 2001 Australia, Brazil, Canada, Europe, USA, China, Japan, India, Mexico, Hong Kong Europe, Australia, Japan Europe, USA for priority date Australia, Brazil, Canada, Europe, USA, China, Japan, India, Mexico, Hong Kong Brazil, Canada, China, Europe, Hong Kong, India, Japan, Mexico, Indonesia, Poland, South Korea, USA Eurasia, Singapore, South Africa, New Zeland, Australia, Chile

15 FACULTAD DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA INVESTIGACIÓN

16 Publicaciones Investigación Aplicada Patentes Intercambio capital humano avanzado Convenios Nacionales Internacionales Convenios Nacionales Internacionales Congresos Organizaciones Empresas Organizaciones Empresas CAPITAL HUMANO AVANZADO Docentes Investigadores Ingenieros Estudiantes PROBLEMATICAS REALES Proyectos Investigaciones Actividades Conjuntas