Las esponjas marinas son una fuente rica de metabolitos bioactivos con un uso potencial para el tratamiento de diversas enfermedades humanas. Debido a la dificultad de obtención de un suministro constante de dichos metabolitos, pocos de estos compuestos han alcanzado la fase de pruebas en ensayos clínicos. La “ganadería” de esponjas de mar es uno de los métodos más prometedores para superar este problema de suministro. La esponja del Mar Rojo Negombata magnifica es una fuente potencial de la citotoxina latrunculin B (lat-B). La investigación tuvo un doble objetivo:
comparar el efecto de diferentes métodos de cultivo sobre las tasas de crecimiento y supervivencia de N. magnifica, e identificar los factores que podrían mejorar estas tasas.
Determinar las condiciones en las que se consigue la mayor concentración de metabolitos bioactivos lat-B en los tejidos de la esponja.
Determinar las condiciones que afectan a la supervivencia de los ejemplares.
Para dar cumplimiento a los objetivos anteriores, se cortaron 156 fragmentos de nueve individuos (esponjas) diferentes, que fueron unidos a planchas de PVC o roscados en sedales de pesca de acuerdo con el siguiente diseño experimental:
Dado que se sospechaba a priori que la presencia de organismos marinos que se adhieren a la placa de PVC podría influir en el crecimiento de las esponjas, se situaron otras dos placas de PVC adicionales (también a 10 y 20 m. respectivamente), que a diferencia de las dos primeras, eran sometidas a una limpieza semanal para desincrustar todos los organismos que pudieran haberse adherido.
Antes de iniciar el experimento, se midió el peso húmedo inicial de todas las esponjas (WWInicial). Tras 177 días sumergidas, se levantaron todas las cuerdas y placas de PVC y se midió, para cada esponja su peso húmedo final (WWFinal), su peso seco final y la concentración de latrunculin-B obtenida de la esponja. De algunas esponjas no se obtuvieron estos datos dado que murieron antes del final del experimento. La variable Sobrevive toma el valor 1 en las esponjas que sobrevivieron y 0 en las que murieron.
El archivo espo.csv contiene los datos resultantes en las variables medidas: tipo de soporte, profundidad, peso inicial, peso final, peso seco, lat-B, y un valor que indica si la esponja sobrevivió (1) o no (0).
Con esta información:
Realizar una estadística descriptiva de las distintas variables observadas, utilizando los estadísticos descriptivos y los gráficos que consideres más adecuados en cada caso.
Calcular la tasa de crecimiento específica (SGR, Specific Growth Rate) de cada esponja de acuerdo con la siguiente ecuación:
\[SGR=\frac{100\left(WW_{FIN}-WW_{INI}\right)}{W_{INI}\cdot T}\]
donde \(WW_{INI}\) es el peso húmedo (Wet Weight) inicial, \(WW_{FIN}\) es el peso húmedo final y \(T\) es la duración del experimento (\(T=177\) días). Describir también esta variable.
Evaluar si existen diferencias significativas en la ganancia de peso húmedo según los distintos tratamientos (combinación de método de cultivo y profundidad). En tal caso determinar qué combinación (o combinaciones) produce el mayor incremento de peso.
Repetir el ejercicio anterior considerando como variable respuesta la proporción de lat-B con respecto al peso seco de la esponja.
Repetir de nuevo, considerando ahora como variable respuesta el valor de SGR.
Las estrategias de cultivo tradicionales de esta especie de esponja permiten obtener una concentración final de 0.35 mg de lat-B por gr, de peso seco de la esponja. ¿Puede asegurarse que el mejor tratamiento elegido en el apartado anterior produce una concentración final de lat-B significativamente mayor?
Comparar las tasas de supervivencia entre los distintos tratamientos. ¿Para qué tratamiento se obtiene la mejor tasa de supervivencia?. ¿Depende la tasa de supervivencia del peso inicial de la esponja?
Construye un modelo de regresión para predecir la SGR a partir del peso inicial de la esponja. ¿Varía significativamente la pendiente de dicha regresión según la profundidad a la que se ha cultivado la esponja? ¿Varía con el método de cultivo?
Construye un modelo de regresión logística para predecir la supervivencia de la esponja en función del resto de las variables medidas durante el experimento.
Importante: Elegir como nivel de significación para todos los contrastes el 5%. Acompañar los resultados con intervalos de confianza al 95%.
Información complementaria: Los datos suministrados para la realización de este ejercicio se han simulado a partir del contenido del artículo “Sea ranching of the marine sponge Negombata magnifica (Demospongiae, Latrunculiidae) as a first step for latrunculin B mass production”, en el que se inspiran también las cuestiones planteadas, que constituyen una simplificación de los experimentos y resultados descritos en dicho artículo.