Domingo, 05 Junio 2016 07:03

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Los alacranes, sus venenos y antídotos


Dr. Lourival Possani Postay

Junio 8, 2016

La Crónica de Hoy, Opinión



En este espacio deseo describir de forma somera un asunto relacionado con el trabajo que hemos desarrollado durante estos últimos 40 años en la UNAM. Se trata de la investigación realizada con alacranes: la determinación de la composición de los componentes del veneno, sus variadas funciones y los antídotos existentes o en desarrollo para contrarrestar los efectos dañinos del mismo.

Los alacranes son animales pertenecientes al grupo de los arácnidos, de la misma forma que las arañas y garrapatas, entre otros. Las garrapatas son transmisoras de enfermedades, causan serios problemas en la producción pecuaria y algunas especies pueden liberar toxinas en su saliva. Las arañas también pueden ser peligrosas al ser humano, especialmente del género Latrodectus (capulina o viuda-negra) y del género Loxosceles (araña violinista). Los alacranes sin duda, y por lo menos en México, son arácnidos muy importantes por los problemas de salud pública que causan. Aquí tenemos registros epidemiológicos que rebasan el número de 300,000 personas picadas por año. Entre los años de 1970 a 1985 estos accidentes causaban anualmente la muerte de alrededor de 700 a 800 personas, número que se ha reducido a menos del 10% de este valor, gracias al uso de los antivenenos en contra del piquete de los alacranes. El alacrán usa su veneno para capturar a sus presas de las cuales se alimenta o usa como defensa en contra de sus depredadores. En el mundo hay cerca de 2,500 especies distintas de alacranes y México cuenta con 281 especies diferentes (1) y de éstas un número muy reducido tiene efecto dañino a los humanos. Los peligrosos son todos del género Centruroides y se distribuyen a lo largo de la costa del Océano Pacífico de México, con algunos ejemplares en la parte central del país (Durango, Guanajuato, Estado de México). En el Golfo de México y Yucatán no hay especies peligrosas a los humanos. Los peligrosos generalmente son de color clara (color palla, los güeros). Cuando empezamos este estudio, en 1974, se conocía muy poco de la composición de los componentes del veneno de estos arácnidos. El trabajo empezó por el aislamiento de los componentes del veneno por métodos cromatográficos y la determinación de sus estructuras químicas. Luego en el inicio de este trabajo comprobamos que la mayoría de los componentes del veneno eran de naturaleza proteica; esto es, eran polímeros de aminoácidos con variada longitud y función farmacológica. Se identificó la presencia de enzimas que degradan componentes proteicos, lipídicos y carbohidratos de sus presas, pero también pequeños polipéptidos que actuaban como toxinas que podían matar sus presas y predadores. Sin embargo, existen una multitud de otros péptidos con variadas funciones biológicas, entre las cuales están antibióticos, bio-insecticidas, inmuno-moduladores, agentes anti-palúdicos, antí-convulsivantes y inhibidores de una serie de otras funciones biológicas. El trabajo inicialmente realizado con los alacranes peligrosos nos permitió determinar que había una selectividad de las toxinas a diferentes organismos. Existen toxinas que reconocen tejidos de los mamíferos, entre los cuales estamos nosotros los humanos, otras que reconocen a insectos y crustáceos. Las toxinas del veneno de los alacranes son especie específica, por esto la mayoría de las especies de alacranes no son peligrosas para los humanos. Son animales benéficos porque depredan a otros artrópodos de los cuales se alimentan, entre los cuales están muchos que son pestes para la agricultura o causan daño a otros animales superiores. Varios años nos llevó determinar la estructura de los péptidos de los venenos de los alacranes peligrosos al hombre. Una vez conocidas éstas, el primer objetivo de nuestro grupo fue intentar el desarrollo de una vacuna en contra del piquete de estos arácnidos. El trabajo fue sintetizar químicamente a fragmentos de las toxinas y usarlos para generar una respuesta inmune protectora. Los fragmentos per se no son tóxicos, pero generan anticuerpos que pueden funcionar como antídoto. Se sintetizaron químicamente un centenar de péptidos que correspondían a diferentes fragmentos de toxinas y se hizo un esquema de inmunización de ratones, los cuales fueron finalmente retados con veneno. Infelizmente los anticuerpos generados no eran de afinidad suficiente para protegerlos, inclusive eran contra-producientes (2). Entonces nos dedicamos al desarrollo de mejores antídotos. Los anti-venenos existentes actualmente son inmunoglobulinas de caballos, purificados y procesados para usar un segmento de los anticuerpos. Nótese que inmunoglobulina y anticuerpo son sinónimos. El segmento utilizado es el llamado F(ab)2’, que contiene el segmento capaz de reconocer los antígenos (toxinas) y de esta forma proteger en contra de su acción. Por esto, hoy en día a este tipo de anti-veneno ya no lo llamamos de suero, pero de faboterápico, esto es, un fragmento Fab de las inmunoglobulinas. En México hay dos compañías que preparan esto antídoto para uso en humanos. Son el Instituto Bioclón S.A. de C.V., que produce el antiveneno  “Alacramyn” y la compañía BIRMEX, surgida de la Dirección General de Biológicos de la Secretaria de Salud. Sin embargo, como es un producto de origen animal, nosotros en el Instituto de Biotecnología de la UNAM, liderados por el Dr. Baltazar Becerril y la Dra. Lidia Riaño, empezamos a preparar un antídoto de origen humano. La estrategia utilizada fue clonar los genes que codifican para las inmunoglobulinas y por medio de ingeniería genética preparar un banco conteniendo muchos millones de posibles combinaciones de las cadenas pesadas y ligeras de los anticuerpos humanos. Las moléculas de inmunoglobulinas son proteínas que tienes 4 subunidades (dos ligeras y dos pesadas) que se arreglan de tal forma a permitir que las regiones variables de sus cadenas (sinónimo de subunidad) se arreglen de forma a permitir la unión con los antígenos y de esta forma proteger en contra del efecto tóxico. En el caso hecho por el grupo del Dr. Becerril fue muy exitoso (3). Contamos con varios fragmentos de anticuerpos de origen humanos que protegen en contra de las principales toxinas de varias especies de alacranes peligrosos de México. Pensamos que este será el antídoto del futuro a ser usado en México, una vez aprobado por los organismos reguladores de la materia..

Referencias:
1) Santibañez-López, C.E., Francke, O.F., Ureta,C., Possani, L.D. Scorpions from Mexico: from species diversity to venom complexity. Toxins (Basel), 8, art.2 (2016).
2) Calderon-Aranda, E.S., Olamendi-Portugal, T. and Possani, L.D. The use of synthetic peptides can be a misleading approach to generate vaccines against scorpion toxins. Vaccine 13(13):1198-1206 (1995).
3) Riaño-Umbarila, L., Ledezma-Candanoza, L.M., Serrano-Posada, H., Fernández-Taboada, G., Olamendi-Portugal, T., Rojas-Trejo, S., Gómez-Ramírez, I., Rudiño-Piñera, E., Possani, L.D., Becerril, B. Optimal neutralization of Centruroides noxius venom is understood through a structural complex between two antibody fragments and the Cn2 toxin. J. Biol. Chem. 291: 1619-1630 (2016).



El autor es miembro del Consejo Consultivo de Ciencias e Investigador Emérito del Instituto de Biotecnología de la UNAM, Cuernavaca, Morelos

 

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