Finding answers in nature

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Finding answers in nature

By: Natasha DeLeon-Rodriguez

 

Do you remember when your grandma gave you natural remedies when you were sick? Well, she may have a reason for it at the end of the day. Since early civilizations, it is very common to use plants or natural remedies to survive different diseases and illnesses. In current times, it may not be a common practice, but most of the medicines we use today, came from nature. Antibiotics, probiotics, analgesics, relaxants, have bio- derived components. We may not be aware of the diversity that exist in the world, which is still mostly unknown to us. And since, we are unaware of it, we are also not aware of the capabilities it may have in medicine or other areas.

It is known that Puerto Rico, and the rest of the islands of the Caribbean are a biodiversity hotspot, meaning we have a huge and vast biodiversity. Do we know about it? Are we using its full potential?  Since the early 1900’s we know about the medical applications of some plants in Puerto Rico, like “soursoup” fruit. Our first scientists, Augustin Stahl, Ana Roque de Duprey, and Dr. Carlos E. Chardon, to mention a few, studied these plants, collected them, described them. Still, there is a need to centralize this knowledge and put a good use to it.

The Puerto Rico Science, Technology, and Research Trust notice the potential in the biodiversity that Puerto Rico have and for that reason will launch the Center for Tropical Biodiversity and Bioprospecting. Dr. Abel Baerga, Director of the Center and Associate Professor at the University of Puerto Rico talked with us about this initiative.

 

What is the Center for Tropical Biodiversity and Bioprospecting?

Pic_Abel2Dr. Baerga: The Center for Tropical Biodiversity and Bioprospecting is an initiative of the Puerto Rico Science Technology and Research Trust to increase Puerto Rico’s leadership in biodiversity-related research and to explore the more applied or useful aspects of such research.

Why it is important to have a center like this?

Dr. Baerga: Puerto Rico is globally known for its natural beauty and its broad biodiversity resources, which include plants, insects, vertebrates and microbial life. In addition, there are decades of field research conducted by the many Puerto Rico-based scientists aimed at characterizing and cataloguing organisms found in the different ecosystems. Moreover, Puerto Rico is home to numerous biological collections built over the last 100 years, with the infrastructure for the preservation and the digitization of these collections. We now propose a center that will: provide a regulatory framework for the preservations of natural resources and collections and explore avenues to derive benefits, economic or societal, from these substantial resources.

What is bioprospecting?

Dr. Baerga: Bioprospecting is the exploration of the natural world in search of organisms or chemical compounds that can have some common benefits. These benefits can be societal or economic and they can be extracted by public entities or in collaboration with private companies. It is important that bioprospecting activities are carried out in accordance with basic principles of benefit sharing so that the people living near biodiverse ecosystems are encouraged to maintain the resources.

How is it going so far? What have you achieved and what are the goals for 2016?

Dr. Baerga: We are moving forward with the planning stages of the initiative. We have met with a number of stakeholders: researchers, collections managers and directors and companies to let them know of the initiative and to obtain valuable feedback from them. We have already sponsored a number of symposia in meetings to inform the scientific and business community, about the initiative. By the end of the year we expect to name a scientific advisory board that will consist of global leaders in biodiversity research. And also we will set in motion the drafting of regulations for bioprospecting research.

What can Puerto Rico offer in this area?

Dr. Baerga: As I said, Puerto Rico is in a prime spot for the development of biodiversity research and bioprospecting. Not only do we have a vast biodiversity that has been preserved through environmental conservation efforts, but we also have the infrastructure and a critical mass of scientists as a nice complement. For example, there is a research station at the foot of El Yunque Tropical Rain Forest and a Marine Sciences Laboratory that is very well equipped at the La Parguera reef. Also, the saltern lagoons in Cabo Rojo, prime spot for the study of salt-loving microbes, is in the custody of the University of Puerto Rico in Humacao. Moreover, Puerto Rico is the home of numerous biospecimen collections with nearly 750,000 specimens between them.

Do you have an example?

Dr. Baerga: There are a number of projects that have explored the more practical side of biodiversity research. The research group of Dr. Matías Cafaro in Mayagüez discovered a number of new microorganisms that thrive on the surface of ants. This class of microorganisms typically has the capacity to produce antibiotics and other bioactive compounds, yet there have been no efforts to screen these microbes for antibacterial or antifungal activity. Similarly, there are numerous projects at UPR-Humacao and UPR-Cayey for the isolation of active compounds from tropical plants. It is our intention to encourage research into the applicability and the medical potential of these research projects.

What economic benefits have this activity in Puerto Rico?

Dr. Baerga: Estimating the economic potential of bioprospecting activities is not an easy or straightforward task. In fact, from a strictly commercial point of view, previous bioprospecting activities in other countries did not yield the economic returns that were once anticipated. However, we now propose a fresh look at bioprospecting. Instead of engaging in a random search for useful samples, we will start from locally grown projects: local knowledge that has matured to the point in which we can reasonably expect to find some successes.

What needs to be done to go to the next level?

Dr. Baerga: As I mentioned before, we are at the planning stages of a broad initiative with many components: commercialization, regulatory affairs and collections. The next stage is the implementation phase in which we will generate local regulations to govern bioprospecting activities, we will establish a centralized outlet for the commercialization of biodiversity research and we will revamp our biospecimen collections to make them widely available through the internet in digital form.

As Dr. Baerga said, Puerto Rico has great potential. We must explore and exploit our resources in a smart and sustainable way. The group of Tropical Biodiversity and Bioprospecting will be with us at Forward Summit. Do not forget to stop by and say hello and learn more about this initiative.

About Dr. Abel Baerga: Dr. Baerga is the Acting Director of the Puerto Rico Center for Tropical Biodiversity and Bioprospecting, an initiative of the Trust that aims to enhance infrastructure and capacity in the conservation, management and commercialization of local biodiversity resources. He is currently an Associate Professor of Biochemistry at the UPR-MSC, where he lectures graduate courses on protein structure and enzymology, and supervises a research group with funded projects in the areas of enzyme discovery/evolution and the development of production methods for HIV glycoproteins as vaccines. He also provides consulting services to local biopharmaceutical manufacturing operations and to the PR Chemist Association in the areas of method transfer, quality control, and glycoprotein analysis. He has a BA in Chemistry from the UPR; a PhD in Chemistry and Biochemistry from the University of California in San Diego and was a Royal Society Postdoctoral Fellow at the University of Cambridge, United Kingdom.

Encontrando respuestas en la naturaleza

Por: Natasha DeLeon-Rodriguez, PhD

¿Recuerdas cuando tu abuela te daba remedios naturales cuando estabas enfermo? Bueno, ella puede tener algo de razón al final del día. Desde las primeras civilizaciones, es muy común el uso de plantas o remedios naturales para sobrevivir diferentes enfermedades y dolencias. En estos tiempos, puede que no sea una práctica común, pero la mayoría de los medicamentos que utilizamos hoy en día vinieron de la naturaleza. Antibióticos, probióticos, analgésicos, relajantes, tienen componentes bio-derivados. Puede que no estemos conscientes de la diversidad que existe en el mundo, que sigue siendo en su mayoría desconocidas para nosotros. Puesto que no estamos conscientes de ella, puede que tampoco estemos conscientes de las capacidades que pueda tener en la medicina u otras áreas.

Se sabe que Puerto Rico, y el resto de las islas del Caribe son un tesoro de biodiversidad, lo que significa que tenemos una biodiversidad enorme y vasta. ¿Qué sabemos de ella? ¿Estamos utilizando todo su potencial? Desde principios de 1900 sabemos de las aplicaciones médicas de algunas plantas en Puerto Rico, como de la guanábana. Nuestros primeros científicos, Agustín Stahl, Ana Roque de Duprey, y el Dr. Carlos E. Chardón, por mencionar algunos, estudiaron estas plantas, las coleccionaron, las describieron. Aun así, existe la necesidad de centralizar este conocimiento y ponerlo en buen uso.

El Fideicomiso para Ciencia, Tecnología e Investigación de Puerto Rico nota el potencial de la biodiversidad que Puerto Rico tiene y por eso lanzará el Centro de Biodiversidad Tropical y Bioprospección. El Dr. Abel Baerga, Director del Centro y Profesor Asociado de la Universidad de Puerto Rico habló con nosotros sobre esta iniciativa.

¿Qué es el Centro de Biodiversidad Tropical y Bioprospección?

Dr. Baerga: El Centro de Biodiversidad Tropical y Bioprospección es una iniciativa del Fideicomiso para la Ciencia, Tecnología e Investigación para aumentar el liderazgo de Puerto Rico en la investigación relacionada con la biodiversidad y para explorar los aspectos más aplicados o útiles de este tipo de investigación.

¿Por qué es importante crear este centro?

Dr. Baerga: Puerto Rico es mundialmente conocido por su belleza natural, sus recursos y amplia biodiversidad, que incluye plantas, insectos, vertebrados y microorganismos. Además, hay décadas de investigación de campo llevada a cabo por los científicos en Puerto Rico. Estas investigaciones tienen como objetivo caracterizar y catalogar los organismos que se encuentran en los diferentes ecosistemas. Por otra parte, Puerto Rico es el hogar de numerosas colecciones biológicas construidas en los últimos 100 años, con la infraestructura para la preservación y la digitalización de estas colecciones. Ahora proponemos un centro que 1) proporciona un marco regulatorio para las conservaciones de los recursos naturales y estas colecciones, y 2) explorar vías para obtener beneficios económicos, o sociales, a partir de estos recursos sustanciales.

¿Cuál es la bioprospección?

Dr. Baerga: La bioprospección es la exploración del mundo natural en busca de organismos o compuestos químicos que pueden tener algunos beneficios comunes. Estos beneficios pueden ser social o económico y que pueden ser extraídos por entidades públicas o en colaboración con empresas privadas. Es importante que las actividades de bioprospección se llevan a cabo conforme con los principios básicos de la distribución de beneficios para que las personas que viven cerca de los ecosistemas biodiversos se animen a mantener los recursos.

¿Cómo van hasta ahora? ¿Qué ha logrado y cuáles son las metas para el año 2016?

Dr. Baerga: Estamos avanzando con las etapas de planificación. Nos hemos reunido con una serie de personas de interés: investigadores, gerentes y directores de colecciones y compañías para hacerles saber sobre la iniciativa y para obtener información valiosa de parte de ellos. Ya hemos patrocinado una serie de simposios para informar a la comunidad científica y empresarial sobre la iniciativa. A finales de año esperamos nombrar una junta científica que constará de los líderes mundiales en la investigación de biodiversidad. También vamos a poner en marcha la elaboración de un reglamento para la investigación de bioprospección.

¿Qué puede ofrecer Puerto Rico en esta área?

Dr. Baerga: Como dije, Puerto Rico se encuentra en un lugar privilegiado para el desarrollo de la investigación y bioprospección de la biodiversidad. No sólo tenemos una vasta biodiversidad que se ha conservado a través de los esfuerzos de conservación del medio ambiente, pero también tenemos la infraestructura y una masa crítica de científicos como buen complemento. Por ejemplo, hay una estación de investigación a los pies de El Yunque y un Laboratorio de Ciencias Marinas que está muy bien equipado en el arrecife de La Parguera. Además, las Salinas en Cabo Rojo, lugar privilegiado para el estudio de los microbios amantes de la sal, está bajo la custodia de la Universidad de Puerto Rico en Humacao. Por otra parte, Puerto Rico es el hogar de numerosas colecciones de muestras biológicas con cerca de 750,000 ejemplares.

¿Tiene un ejemplo?

Dr. Baerga: Hay una serie de proyectos que han explorado el lado más práctico de la investigación de la biodiversidad. El grupo de investigación del Dr. Matías Cafáro en la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez descubrió una serie de nuevos microorganismos que prosperan en la superficie de las hormigas. Esta clase de microorganismos típicamente tiene la capacidad de producir antibióticos y otros compuestos bio-activos, sin embargo, no ha habido esfuerzos para detectar estos microbios para la actividad antibacteriana o antifúngica. Del mismo modo, existen numerosos proyectos en la UPR-Humacao y UPR-Cayey para el aislamiento de los compuestos activos de plantas tropicales. Es nuestra intención de fomentar la investigación sobre la aplicabilidad y el potencial médico de estos proyectos de investigación.

¿Qué beneficios económicos tienen esta actividad en Puerto Rico?

Dr. Baerga: La estimación del potencial económico de las actividades de bioprospección no es una tarea fácil ni sencilla. De hecho, desde un punto de vista estrictamente económico, las actividades pasadas de bioprospección en otros países no dieron los rendimientos económicos que se habían previsto. Sin embargo, ahora proponemos una nueva mirada a la bioprospección. En lugar de participar en una búsqueda aleatoria de muestras útiles, vamos a empezar a partir de proyectos de cultivo local: el conocimiento local que ha madurado hasta el punto en el que podemos razonablemente esperar encontrar algunos éxitos.

¿Qué hay que hacer para ir al siguiente nivel?

Dr. Baerga: Como mencione, estamos en las etapas de planificación de esta amplia iniciativa con muchos componentes: comercialización, asuntos regulatorios y colecciones. La siguiente fase es la fase de ejecución, en el que vamos a generar las regulaciones locales para regular las actividades de bioprospección, estableceremos una toma centralizada para la comercialización de la investigación de biodiversidad y vamos a renovar nuestras colecciones de muestras biológicas para que sean ampliamente disponibles a través de Internet en forma digital.

Ya lo dijo el Dr. Baerga, Puerto Rico tiene un gran potencial. Debemos explorar y aprovechar nuestros recursos de manera sustentable. El grupo de Biodiversidad Tropical y Bioprospectos estará con nosotros en el Summit. No olvides pasar a saludar y conocer más sobre esta iniciativa.

Sobre el Dr. Abel Baerga: El Dr. Baerga es el Director Interino del Centro para la Biodiversidad Tropical y Bioprospección de Puerto Rico, una iniciativa del Fideicomiso que tiene como objetivo mejorar la infraestructura y la capacidad en la conservación, gestión y comercialización de los recursos locales de la biodiversidad. Actualmente, es Profesor Asociado de Bioquímica de la RCM-UPR, donde imparte cursos de postgrado en estructura de proteínas y enzimología, y supervisa un grupo de investigación con proyectos financiados en las áreas de descubrimiento y evolución de enzimas, y el desarrollo de métodos de producción de glicoproteínas de VIH como vacunas. Además, ofrece servicios de consultoría a operaciones locales de manufactura biofarmacéutica y a la Asociación de Químicos de PR en las áreas de transferencia de métodos, control de calidad y análisis de glicoproteínas. Tiene un bachillerato en Química de la UPR-RP; un doctorado en Química y Bioquímica de la Universidad de California en San Diego y fue Becario Postdoctoral de la Sociedad Real en la Universidad de Cambridge, Reino Unido.